[发明专利]基于流量测量的风速实验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明属于航空试验技术、气象试验、计量测试领域，涉及一种基于流量测量的风速实验装置及试验方法。

背景技术

目前风速实验装置一般都采用气流动压测量的方法，装置包括气源、动压测量单元、控制单元及风洞，气源气流通过动压测量单元及控制单元到达风洞，其中，风速是通过动压测量单元的动压探头测量气流动压再经控制器或计算机将气流动压转换为风洞测量段气流的风速。该方法成熟、可靠、应用广泛。但基于动压测量的风速实验装置低风速段难于准确测量和控制的问题，问题分析如下：对已知空气气流的总压p^*、静压p和总温T^*，用伯努利方程计算出气流速度v(M＜0.3)：

v=2(p*-p)ρ---(1)]]>

在气流速度较低低时，因为总压很低，总、静压差很小，在气流速度30m/s以下总、静压差小于1kpa，用(1)式计算速度精度很难达到1％，例如风速10m/s时总、静压差大约为50pa，实际测量精度很难达到3％，风速1m/s时总、静压差大约0.5pa，实际测量精度即便用高精度的微压差计也很难达到5％。

发明内容

本发明的目的是提出一种在低风速段仍能达到高的测量精度的基于流量测量的风速实验装置及试验方法。本发明的技术解决方案是，装置包括气源、测量单元、控制单元及风洞，气源气流通过风速测量单元及控制单元到达风洞，其中，风速测量通过标准孔板或音速喷嘴或其它形式的流量计经控制器或计算机将流量转换为风洞测量段的风速。

利用基于流量测量的风速实验装置进行风速试验的方法是，气源产生的气流在风洞测量段形成的气流的风速是通过控制器或计算机用公式v=GρS]]>将经标准孔板或音速喷嘴或其它形式的流量计测量到的气流流量转换为风洞测量段的风速。

本发明具有的优点及有益效果，

本发明基于流量测量的风速实验装置以空气质量流量为控制参数，解决了低风速下测量与控制准确的问题，可以轻松实现低至0.05m/s的标准风速的产生、测量且便于控制，彻底有效地解决了基于动压测量的风速实验装置低风速段难于准确测量和控制的问题。

本发明基于公式

则v=GρS---(2)]]>

在0.1m/s到0.3M的范围内，只要保证供气流量G、气流密度ρ、流通面积S的测量满足一定的精度要求，就可以保证风速的准确模拟。

附图说明

图1是以压缩空气为气源时本发明装置示意图；

图2是以风机为气源时本发明装置示意图。

具体实施方式

如图1，以压缩空气为气源时，装置包括气源1、测量单元2、控制单元3及风洞4，气源1气流通过风速测量单元2及控制单元3到达风洞4，其中，风速测量通过测量单元2的标准孔板或音速喷嘴或其它形式的流量计经控制单元3的控制器或计算机将流量转换为风洞测量段的风速。

如图2以风机为气源时，装置包括气源1、测量单元2、控制单元3及风洞4，气流从大气进入风洞4再经过测量单元2和控制单元3到达风机1的吸气端后经风机1的出风端排出，其中，风速测量通过测量单元2的质量流量计或其它低压损的气体流量计经控制单元3的控制器或计算机将流量转换为风洞测量段的风速。