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发布日期:2023-08-14
五孔探针是一种常用于流体力学测量的专业工具,主要用于测量流体的速度、压力以及流动方向等关键参数。
从结构上看,五孔探针顾名思义具有五个特定分布的测孔 ,这些测孔的布局经过精心设计,一般呈中心一孔,周围均匀分布四孔的形式。不同测孔在测量中各司其职,中心孔主要测量总压,而周边四个孔则用于测量静压及气流方向相关信息。
在工作原理方面,当五孔探针置于流体中时,各测孔感受到不同的压力。通过测量和分析这些压力差值,并依据流体力学的相关理论和数学模型,就能够计算得出流体的速度、方向以及压力等参数。例如,利用总压与静压的差值可计算流体速度;根据周边四孔压力的差异能确定气流的方向。
五孔探针广泛应用于航空航天领域,如飞行器的风洞试验,可帮助工程师精确了解飞行器表面的气流特性,优化飞行器的气动外形设计;在能源动力行业,如对风力发电机组的气流测量,有助于提升机组的发电效率;在汽车制造领域的风洞测试中,也能为汽车的空气动力学性能优化提供关键数据支持。
其具有高精度、高可靠性以及可同时测量多个参数的优势,能够为科研人员和工程师提供全面且准确的流体信息,从而助力相关领域的研究与工程设计工作。
五孔探针最初主要用于航空、航天等领域,早期设计简单,测量精度有限。随着科技进步,制造技术与计算方法不断改进,引入数字化和自动化元素,与高速数据采集系统和分析软件结合,如今能更准确捕捉流体动态变化,测量精度大幅提高。
基于伯努利原理和流体连续性方程。探针头部有五个小孔,中心孔测总压,四个侧孔测静压。通过测量各孔压力差,利用伯努利方程等计算出流体速度分量,进而得到速度矢量、流向、总压、静压等流场信息。
可多参数同步测量,一次插入能获流场速度矢量和静压等信息;空间解析精度高,可减少风向波动测量误差;响应速度快,能实时捕捉流场微小变化;结构相对简单,坚固耐用,适用多种恶劣环境。
航空航天领域用于飞行器风洞实验、发动机流场测量等;汽车工业用于测定车身周围风速及压力分布以优化设计;能源动力领域用于发电厂、风力发电站等流场测量;环境科学领域用于大气环境监测、城市规划中的风速分布测量。
常见孔径可达 0.2mm,头部直径 2mm;角度测量范围 ±30°,精度≤±1°;速度测试范围马赫数小于 2;频响可达 4500Hz。
需根据实际选择半对向或非对向测量方法;提前制作校准曲线,测量时根据孔压力从校准曲线求气流参数;调整探针使特定孔压力相等以保证气流速度矢量在特定平面内;注意探针位置、方向及校准和数据处理。