
【機】 hot wire anemometer
【計】 hot line; hot-wire; red circuit
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
anemometer; anemoscope
【化】 air meter; airometer; anemometer; wind gage
【醫】 anemometer
熱線式風速計(Hot-Wire Anemometer)是一種基于熱傳導原理測量流體速度的精密儀器。其英文術語由"hot-wire"(加熱金屬絲)和"anemometer"(風速計)構成,在流體力學領域被廣泛應用。
核心工作原理遵循King's Law公式: $$ E = A + Bsqrt{v} $$ 其中E為加熱電壓,v代表流體速度,A、B為與流體性質和探頭參數相關的常數。該公式揭示了電功率與流速間的非線性關系,通過測量電阻變化可推導出風速值。
典型結構包含三個關鍵組件:
美國國家标準與技術研究院(NIST)的測試數據顯示,現代熱線風速計在0.01-300 m/s量程内可達到±1%的測量精度,特别適用于湍流研究和空氣動力學實驗。英國劍橋大學工程系2019年的對比實驗表明,其瞬态響應時間可達微秒級,遠超傳統機械式風速計。
熱線式風速計是一種基于熱傳導原理測量流體速度的儀器,主要用于氣體流速的精确測定。以下從原理、工作模式、特點及應用領域進行詳細說明:
熱線式風速計的核心部件是一根通電加熱的細金屬絲(熱線)或熱膜探頭。當流體流經熱線時,會帶走熱量導緻其溫度變化,而散熱速率與流速相關。根據金氏公式,熱線的散熱量$Q$與流速$v$的關系可表示為: $$ Q = (R cdot I) = A + Bsqrt{v} $$ 其中$R$為熱線電阻,$I$為電流,$A$、$B$為與流體性質相關的常數。通過測量熱線電阻或電流變化,即可推導出流速。
恒流式(定電流法)
保持加熱電流恒定,流速增大時熱線溫度下降,通過測量電阻變化(電壓變化)反映流速。
恒溫式(定電阻法)
通過動态調節電流維持熱線溫度恒定,流速越大所需補償電流越大,直接通過電流值計算流速。此模式響應更快,應用更廣泛。
如需更詳細的操作步驟或技術參數,可參考維庫電子通及沈陽加野科學儀器等來源。
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