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如何测量空气流速?
2020.06.27   点击108次

流速

测量参数“空气流速”与各种应用领域相关。流速不仅在工作场所的舒适度测量中起着重要作用,而且对于工业过程中的排气和通风测量也具有重要意义。

为了正确测量气流,必须考虑有关应用和环境条件的各种因素。测量技术系列这一部分描述了这些因素,以及如何最好地实现有意义的测量结果。

测量参数流速的物理原理

流动是粒子或连续介质的定向运动。例如,水流或气流。流速的国际标准单位是米/秒(m/s)。

根据湍流的发生,可以区分层流(无湍流)和湍流(有湍流)。

管道中的流动管道中的流动

层流

·源自拉丁语“turbulentus”:不守规矩,湍流

·液体和气体的运动,其中发生各种规模的湍流

·通常是三维的、随机的、非静止的流体颗粒运动

湍流

·源自拉丁语“turbulentus”:不羁,动荡不安

·液体和气体的运动,其中发生各种规模的湍流

·通常是三维的、随机的、非静止的流体颗粒运动

风量风量公式

风量是指在给定时间段内通过横截面的介质的体积。

风量通常以L/s或m3/h表示。转换计算来自1000 L = 1m3和3600s = 1h。转换系数:1 l/s = 3.6m3/h或1m3/h = 0.27777777777778 L/s

风量公式

Q:风量[m3/s]、[L/min]、[m3/h]

V:体积[cm3]、[dm3]、[m3]

T:时间[s]、[min]、[h]

C:平均流速[m/s]

A:测量位置横截面[m2]

如何测量?

正确测量不同的风量

为了确定流速测量的正确程序,在测量任务开始之前必须考虑以下参数和环境条件:

·风量测量范围

·空气温度

·污染程度

·测量位置

最常见的测量方法

·热敏风速仪(热线、热球)

·叶轮(大、小)

·皮托管(直管和普朗特)

·辅助风管测量

热敏探头热敏探头

功能原理

·通过较冷的气流冲击加热元件,将热量从加热元件上移除。

·通过控制电路使温度保持恒定。

·在湍流中,测量结果将受到来自所有方向的流动的影响,例如,温度增加。

适用范围

·0至5 m/s的精确测量

·温度高达约+ 70℃

叶轮风速计叶轮风速计

功能原理

·叶轮由气流吹动

·然后将旋转运动转换为电信号

·感应式接近开关“计数”叶轮的转数并提供脉冲序列,测量仪器将这些脉冲显示为风量值

适用范围

·5至40 m/s的精确测量

·温度高达约+ 350℃

·湍流和中低速流动:大直径(Ø60mm;Ø100mm)

·管道:小直径(Ø16mm)

皮托管皮托管

功能原理

·皮托管开口接受总压,并将它导入到皮托管探头中的连接(a)。

·静压被充入侧槽,并被导入到皮托管探头中的连接(b)。

·产生的差压就是与流速有关的动压,之后分析并显现动压。

适用范围

·温度超过+ 350℃

·根据差压探头,可以进行低至1 m/s的风速测量

·用于测量多尘、污浊的空气

如何避免测量误差

正确测量的技巧

为了正确测量流速,必须区分测量任务,将在何处测量,环境条件如何。特别是关于测量位置。在流速测量中需要考虑一些重要的参数。

1、在通风管道中

在批准测量的背景下,通过间接测量程序(网格测量)以测定风量。

EN 12599建议采取以下方法:普通方法、圆心轴方法和对数线性方法。

通过各个速度测量值计算出平均流速,并由此计算出空气风量。

在通风管道中测量的技巧

·在横截面小的管道中进行测量时,适用准则值:如果探头的风量影响区域相对于开放管道横截面的比例大于1:100,则插入的探头本身会扰乱管道中的空气流动行为。所以,可以通过缩小这一比例来提高测量精度。

·选择测量位置的重要性:如果可能,在探头位置上游保持10个管道直径的长度,在不受湍流干扰的管道下游保持4至6个管道直径的长度,并妥善密封测量位置。

·必须在管道中旋转探头,以便测量最大流速。只有这样才能记录测量值。使用皮托管进行测量时,转向主流方向尤为重要。

2、在大型出风口处

管道出风口处的测量涉及高水平的不准确性,并且仅适用于经过批准的测量。出于这个原因,它们应该用于估计测量。如前一章所述,使用100 mm叶轮可得到大型管道出风口的最佳测量结果。有两种可能性:

多点测量:在整个管道横截面上以规则的模式逐点测量,并计算平均值。

循环测量:探头在整个网格区域递增移动。计算定时算术平均值。

在通风管道出风口处测量的技巧

·观察出口距离:在测量中,重要的是与出口保持3至5cm的距离。

·避免叶轮的不均匀运动:理想情况下,应进行多次测量,例如:一次在垂直环路中移动探头,一次在水平环路中移动探头。

·叶轮和测量人员对气流的影响:流动阻力影响测量结果。因此,应使用配备望远镜的大型叶轮,以便只让叶轮探头位于流动横截面中。

3. 在平板阀和通风机的进风口/出风口处

空气流速的测量和通风口处风量的正确计算可能是一项挑战。

通风口处的湍流加上不同的流动方向使得正确测量更加困难。

使用辅助风管结合叶轮风速计或叶轮探头进行测量,可在通风格栅和平板阀处轻松准确地测量流速。

在板阀出风口和通风机处测量的技巧

·辅助风管应完全安装在平板阀或通风机上。

·对于具有高漂移程度的所谓旋流出口的测量,应使用矫直器,以便能够通过矫直气流获得更好的测量结果。

应用案例

通风管道:低流速

推荐:testo 405 / testo 425热敏风速仪

·流速高达5m/s且空气清新

·在低流速范围内非常准确

通风管道:中等流速

推荐:testo 416叶轮风速仪

·流速量程+0.6 ~ +40 m/s

·固定式16 mm直径叶轮探头,连接伸缩手柄长达890mm

通风管道:高流速

推荐:testo 512差压测量仪(与皮托管结合使用)

·流速高达100 m/s,颗粒污染和或热空气(> 350)

·对倾斜或旋流敏感

进/出风口的流速达200m3/h

推荐:testo 417叶轮风速计(100mm)

·整合较大区域的流速,分流格栅引起的干扰

进/出风口的流速达4000m3/h

推荐:testo 420风量罩

·集成式风量矫直器,可在旋流出风口处进行精确测量

·整机重量只有2.9kg



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