大空间低流速超声法气体流速测量研究

作     者：许天骄 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱曙光

授予年度：2016年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：气体流速 测量 大空间 低流速 超声波 时差法 

摘      要：大空间低流速气体流速的精确测量一直是工业生产领域迫切需要解决的技术难题之一。目前工业上主要的流速测量方法有热线风速仪法、毕托管法等,这些方法都受限于其空间尺寸大、流速低、压差小等特点,而无法保证较高的精度。本文的目的是要设计一套专门针对大空间低流速气体流速的测量装置,围绕该目的开展了以下几个方面的研究工作：(1)针对大空间、低流速这一特点,选择了时差测速法,并根据此方法设计了一套完整的超声波测速系统,并使用该系统在风洞中进行了精度校验,同时探究了几种不同频率的超声波传感器对测速的影响,在该实验中对不同频率的传感器的测速结果进行了误差分析,根据不同的风速范围挑选出了适合频率的超声波传感器。(2)在完成了精度校验后,进一步在复杂环境下(如火电站的煤粉输送管道)对该测速系统的性能进行测试试验,最后通过该实验证明了该超声法测速装置在复杂的环境下也是能够正常运行的,并且也能够达到一定精度的要求。(3)在室外自然风环境下,进一步对该超声测速系统的性能进行评估试验,结果表明：该超声测速系统能够实现大空间内低流速的精确测量。在自然风速大于2m/s时,该测速系统测量的结果和热线风速仪的测量值比较吻合;而在对超低风速(小于2m/s)测量时,由于热线风速仪本身测量的误差,导致该测速系统测量的结果和热线风速仪的测量值之间的偏差较大。