풍속계의 주요 용도와 작동 원리
1. 평균 유속과 방향을 측정합니다.
2. 유입되는 흐름의 맥동 속도와 주파수 스펙트럼을 측정합니다.
3. 난류의 레이놀즈 응력과 두 지점 사이의 속도 및 시간 종속성을 측정합니다.
4. 벽 전단 응력을 측정합니다(일반적으로 속도 측정과 유사하게 벽과 같은 높이에 배치된 핫 필름 프로브 사용).
5. 유체 온도를 측정합니다(유체 온도에 따라 변하는 프로브 저항 곡선을 미리 측정한 후 측정된 프로브 저항을 기준으로 온도를 결정합니다.
풍속계의 작동 원리
풍속계의 기본 원리는 얇은 금속 선을 유체 속에 넣고 전류를 가해 선을 가열하여 그 온도를 유체의 온도보다 높게 만드는 것입니다. 따라서 금속선 풍속계를 "열선"이라고 합니다. 유체가 금속 와이어를 통해 수직 방향으로 흐를 때 와이어에서 일부 열을 빼앗아 와이어의 온도가 감소합니다. 강제 대류 열교환 이론에 따르면, 열선 Q에 의해 소산되는 열과 유체 속도 v 사이에 관계가 도출될 수 있습니다. 표준 열선 프로브는 짧고 얇은 금속 와이어로 장력을 가한 두 개의 브래킷으로 구성됩니다. 금속 와이어는 일반적으로 백금, 로듐, 텅스텐 등과 같이 융점이 높고 연성이 좋은 금속으로 만들어집니다. 일반적으로 사용되는 와이어 직경은 5μm이고 길이는 2mm입니다. 더 작은 프로브 직경은 1μm에 불과하고 길이는 0.2mm입니다. 열선 프로브는 목적에 따라 이중선, 삼중선, 경사선, V-형, X-형 등으로 제작되기도 합니다. 강도를 높이기 위해 금속선 대신 금속 필름을 사용하는 경우도 있습니다. 일반적으로 열 절연 기판에 얇은 금속 필름을 분사하는데 이를 핫 필름 프로브라고 합니다. 핫라인 프로브는 사용하기 전에 교정해야 합니다. 특수 표준 풍동에서 정적 교정이 수행되어 유속과 출력 전압 사이의 관계를 측정하고 이를 표준 곡선으로 그립니다. 동적 교정은 알려진 맥동 유동장에서 수행되거나 열선 풍속계의 주파수 응답을 검증하기 위해 풍속계의 가열 회로에 맥동 전기 신호를 추가함으로써 수행됩니다. 주파수 응답이 좋지 않은 경우 해당 보상 회로를 사용하여 이를 개선할 수 있습니다.
