本书重点介绍了热线风速仪的基本工作原理,包括探针构造、工作方式以及热线的动态特性等。本书介绍了热线风速仪在叶轮机械中的一些典型流动测量,涵盖了压气机动态参数测量以及湍流参数的测量。另外,本书还介绍了微风速下热线测量技术、相关的动态测量技术以及测量结果的处理方法、热线探针的焊接及维修等内容。
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第1章 绪论001
1.1 动态测试技术在叶轮机械中的应用概述001
1.2 激光多普勒测速技术003
1.3 粒子图像测速技术003
1.4 动态压力测量技术005
1.5 热线风速仪测量技术及发展006
1.5.1 热线风速仪的早期发展006
1.5.2 热线风速仪的研究现状008
第2章 热线风速仪工作原理012
2.1 热线风速仪的组成012
2.2 热线探针构造简介013
2.3 恒电阻工作方式的基本方程015
2.4 恒温、恒流及恒压热线风速仪工作原理018
2.4.1 恒温热线风速仪工作原理018
2.4.2 恒流热线风速仪工作原理019
2.4.3 恒压热线风速仪工作原理020
2.5 热线的方向特性与频率特性021
2.5.1 热线的方向特性021
2.5.2 热线的频响021
2.6 热线的校准022
2.6.1 校准原因022
2.6.2 校准风洞023
2.6.3 热线校准024
2.7 热线特性的线化027
2.8 热线的动态特性028
2.8.1 热线风速仪的动态方程028
2.8.2 恒流式工作时热线的动态特性030
2.9 预移相型恒温热线风速仪032
2.9.1 新型预移相型恒温热线风速仪032
2.9.2 新型预移相型恒温热线风速仪的动态方程033
2.10 热线测量结果的修正035
2.10.1 气流方向的影响和修正035
2.10.2 固体壁面影响及其修正036
2.10.3 流体温度变化的影响及修正040
2.10.4 污染对热线测量结果的影响041
2.10.5 污染热线的清洗043
2.11 三维热线测量的不确定度044
2.11.1 不确定度评估的意义和定义044
2.11.2 三维热线测量的不确定度来源及其评估044
第3章 热线风速仪的应用050
3.1 轴流压气机动态参数测量050
3.1.1 叶片尾迹的测量050
3.1.2 失速团参数测量052
3.1.3 轴流压气机旋转失速流场结构的测量053
3.1.4 对转风扇转子之间流动的热线测量055
3.1.5 对轴流压气机机匣处理轴向槽内气流速度的测量058
3.1.6 锁相集平均技术061
3.2 湍流参数测量064
3.2.1 湍流度的测量064
3.2.2 测量二维速度及剪切力067
3.2.3 测量空间相关和湍流尺度070
第4章 微风速下热线测量技术072
4.1 混合对流简介072
4.2 微风速测量原理074
4.3 微风速条件下热线的校准077
4.3.1 层流管流法077
4.3.2 涡脱落频率法078
4.3.3 两种方法和结论的比较081
4.3.4 改进的层流管道流动校准方法081
4.4 微风速测量示例086
4.4.1 热线探针校准086
4.4.2 测量误差087
4.4.3 近壁区域的速度修正087
4.4.4 热线探针校准曲线088
4.4.5 机械模拟器089
4.4.6 脚步诱导速度的测量结果091
第5章 动态测量结果的处理方法093
5.1 频谱分析093
5.1.1 基本原理094
5.1.2 应用实例095
5.2 相关分析099
5.2.1 基本原理099
5.2.2 应用实例101
5.3 小波分析104
5.3.1 基本原理104
5.3.2 应用实例109
5.4 方差分析113
5.4.1 基本原理113
5.4.2 应用实例114
5.5 时频分析116
5.5.1 基本原理117
5.5.2 应用实例119
第6章 热线探针的维修和实验122
6.1 热线探针的维修122
6.1.1 维修设备122
6.1.2 维修的一般方法125
6.1.3 配合具体探针安装座的维修操作129
6.2 热线测量基础实验132
6.2.1 热线风速仪探针选择和测量系统建立实验132
6.2.2 热线校准实验135
6.2.3 叶栅流场和湍流分布的热线测量实验137
参考文献139