热能与动力工程测试技术 第2版 教学课件 作者 严兆大 主编 第七章 流 速 测 量.pptVIP

07236-07A 2.PIV系统组成 图7-18　PIV系统的基本组成 07236-07A 二、粒子图像测速(PIV)信号处理 从粒子图像中提取速度信息要解决的关键问题是粒子对的关系分析和位移方向的判断。 07236-07A 三、粒子图像测速(PIV)技术的应用和发展 (1) 假设空气可压缩(2) 假设空气不可压缩 07236-07A 三、粒子图像测速(PIV)技术的应用和发展 图7-19　内燃机缸内流动PIV测量系统 07236-07A 第七章　流 速 测 量 第一节　皮托管测速技术第二节　热线(热膜)测速技术第三节　激光多普勒测速技术第四节　粒子图像测速技术 07236-07A 第一节　皮托管测速技术 一、基本构造和测速原理二、二维气流速度的测量三、皮托管的标定 07236-07A 一、基本构造和测速原理 图7-1　直角形(L形)皮托管a) 带半球形头部的标准皮托管　b) 带锥形头部的皮托管—总压　p—静压　d—皮托管头部直径 07236-07A 一、基本构造和测速原理 图7-2　笛形皮托管 07236-07A 一、基本构造和测速原理 图7-3　测量高含尘量气流的皮托管a) 吸气式　b) 遮板式　c) 靠背式 07236-07A 二、二维气流速度的测量 图7-4　球形三孔测速管构造1—赤道面　2—子午面　3—三孔感压球形探头　4—接管　5—干管　6—传压管7—分度盘　8—指针　9—锁紧螺钉　10—键槽　11—接嘴 07236-07A 二、二维气流速度的测量 图7-5　三孔测速管感压探头的形状a) 球形　b) 尖劈形　c) 普通圆柱形　d) 发散圆柱形　e) 聚合圆柱形 07236-07A 三、皮托管的标定 1) 将被标定的皮托管5按图7-7所示的位置进行安装，安装时要保证皮托管的总压孔轴线对准校准风洞的轴线，然后连接好测量管路。2) 合理选择标定流速范围，记录各稳定气流流速下校准风洞的标准动压值Δh和被标定皮托管的动压值Δh1。3) 整理记录数据，或拟合成标定方程，或绘制成标定曲线，以备查用。 07236-07A 三、皮托管的标定 图7-7　射流式校准风洞测量系统1—稳流段　2—总压管　3—收敛器　4—静压测孔5—被标定的皮托管　6、7—微压计 07236-07A 第二节　热线(热膜)测速技术 一、热线风速仪的基本构造二、热线风速仪的工作原理 07236-07A 一、热线风速仪的基本构造 图7-8　热线探头a) 一元热线探头　b) 热膜探头　c) 三元热线探头 07236-07A 二、热线风速仪的工作原理 1.恒流式2.恒温(恒电阻)式 07236-07A 1.恒流式 图7-9　热线风速仪工作原理图a) 恒流式　b) 恒温(恒电阻)式 07236-07A 2.恒温(恒电阻)式 在热线风速仪工作过程中，通过调节热线两端的电压以保持热线的电阻不变，这样就可以根据电压值的变化，测出热线电流的变化，进而计算流速。 07236-07A 第三节　激光多普勒测速技术 1) 对流场无干扰。2) 输出特性的直线性相当好，不必进行标定。3) 除流体折射率外，测量精度不受其他物理参数的影响。4) 空间分辨率高、无惯性，因而频响特性好。5) 测速范围广，可以从10-3mm/s级的低速到超声速。6) 测量方向特性稳定。7) 可以测量逆流现象中循环流的湍流速度成分。一、激光多普勒测速原理二、测量多普勒频移的基本光路系统 07236-07A 第三节　激光多普勒测速技术 三、流速方向的判断四、多维流速的测量五、多普勒测速系统的激光器和散射微粒 07236-07A 一、激光多普勒测速原理 图7-10　激光多普勒效应测量流速的原理示意图 07236-07A 一、激光多普勒测速原理 07236-07A 二、测量多普勒频移的基本光路系统 1.参考光束系统2.单光束系统3.双光束系统 07236-07A 1.参考光束系统 图7-11　参考光束系统光路示意图LS—激光器　S—分光镜　M─反射镜　—透镜　P—运动的微粒N—光阑　—透镜　PD—光电检测器 07236-07A 2.单光束系统 图7-12　单光束系统光路示意图LS—激光器　P—运动的微粒　L—透镜　S—分光镜M─反射镜　PD—光电检测器 07236-07A 3.双光束系统 图7-13　双光束系统光路示意图LS—激光器　S—分光镜　M─反射镜　—透镜　P—运动的微粒　N—光阑　—透镜　PD—光电检测器 07236-07A 三、流速方向的判断 图7-14　带有频移装置的双光束光路系统LS—激光器　S—分光镜　M─反射镜　、—声光器件D—驱动源　L—透镜　P—运动的微粒　PMT—光电倍增管FT—频率跟踪装置 0723