如何确定边界层型热线探头距离壁面的高度?

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当我们在用边界层型热线探头测量边界层速度时,热线距离边界的距离L是一个重要的参数。那么,我们如何才能知道这个距离呢?

接下来我们介绍几种常用的方法:

 

  • 直接使用相机观测

这种方法是在测量大空间的边界层常用的方法,例如测量机翼上表面区域。通常,为了减小观测误差,需要将相机轴心线与热线探头中心对齐,然后把二者都放到同一个坐标架上,随着坐标架一起移动,使热线探头逐渐靠近机翼表面,根据相机标定系数确定实际的距离。这种方法最直接,能够测量的分辨率也最高,但是对于硬件设施要求较高,需要有相机和位移机构,并且对使用空间有要求。

 

  • 使用塞尺和万用表确定

下面,我们介绍一个重要的工具塞尺!

塞尺是一种测量工具,主要用于间隙间距的测量,是由一组具有不同厚度级差的薄钢片组成的量规。

首先,我们使用胶带把已知厚度的塞尺粘到壁面上或者使用磁体将塞尺吸附到测量壁面上。接下来,按照测量热线探头电阻的方式,把热线探头与万用表连接。向壁面移动热线探头,使热线探头的直插头靠近固定的塞尺前端,注意,塞尺的前端要避开热丝,壁面碰断。移动的过程中观察热线探头电阻,当热线探头电阻突然变小时,此时热线探头的直插头就与塞尺接触了,形成短路。由此,我们可以确定热丝距离壁面的高度。具体布置如下图所示:

这种方法的优点是所使用的配置简单,并且可以在有限空间中使用。但是由于塞尺本身具有一定的厚度和规格,所以其分辨率不如使用相机直接观测。

 

  • 根据测量结果确定

根据边界层理论,边界层内分为粘性底层、过渡区和对数区。在过渡区速度随距离是线性分布,所以使用热线逐渐靠近壁面测量,使用高分辨率坐标架控制热线向下移动的距离,当发现测量的壁面附近的速度是线性变化时,此时就可以确定所测区域是边界层内过渡区区域了。如下图所示:

热线所测得的近壁区域速度型

这种方法可以从理论上与边界层区域建立直接联系。但是需要高分辨率的坐标架并且需要多次移动多次测量,操作流程较为复杂。

 

以上就是我们介绍的几种确定热线探头距离壁面高度的方法,希望能够帮到有需要的小伙伴们,大家有任何速度测量方面的问题可以随时与我们联系sales@marktec-technology.com

2022年3月9日 14:53
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