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

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

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

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

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