圆形管道风速测定与校正方法实验研究

针对通常所用的风速传感器只能监测某一点的风速,而不能准确监测断面平均风速的问题,采用实验室研究测试和数值分析的方法,对圆形断面风速分布进行研究.根据断面中垂线上18个点的实测风速值,得出通过中垂线上某一点风速求该断面平均风速的校正系数.经验证,利用该风速校正系数能得出较为精确的断面平均风速值,为风速传感器的校正提供了一种技术途径.     

点风速与平均风速在圆形巷道中的关系

针对矿井井下风速传感器所测得的风速不能反映流经此巷道风流的真实风速,且风速传感器的位置不同其所测得的风速值与真实风速之间的误差也不同.采用数学理论及相关推理方法,以圆形巷道为例,参考流体在圆形管道中的运动规律,分别对流体层流和紊流的运动形式进行分析.研究结果表明:巷道截面中某一点风速与此巷道中的平均风速之间存在着一定的函数关系.     

湍流脉动影响下巷道平均风速单点统计测量方法

巷道断面上各点风速不同,每点的瞬时风速又具有随机脉动性,准确获取一点的风速时均值并将其转换为断面的平均风速值是矿井通风领域中的一项技术难题。根据巷道湍流定常非均匀特征,建立了巷道断面上任一点时均风速u和断面平均风速V的统计测量模型,并对u与V之间的转换机制进行了理论和实验研究。理论研究表明,湍流充分发展的圆形巷道内,u与V之间呈非线性正相关,但在很宽的风速变化范围内,可近似为正比关系。实验结果表明,在井下常见风速范围内,湍流非充分发展的非圆巷道断面无量纲速度场结构近似恒定,u与V之间亦呈正比关系,比值k为常数,亦即无量纲速度场结构恒定时,系数k的大小和分布也是恒定的。k值与风速大小无关,仅取决于巷道的方向、断面形状、断面积以及支护方式等边界条件的变化。只要获得巷道断面k的分布以及任一点的时均风速u就可获得巷道断面的平均风速V。根据统计测量模型给出了恒定速度场结构下k值的首次标定准则,提出单点瞬时风速的时均化原则为时间平均尺度大于湍流各态遍历假设。新型智能传感器应提高数据采集频率以满足风速时均化要求。     

火灾时隧道截面形状对临界风速和烟气分布影响的数值研究

模拟分析了某地铁实际工程中三种区间隧道断面(单线盾构圆形断面、单跨矩形断面和双跨矩形断面)对临界风速的影响,结果表明单线盾构圆形隧道的临界风速最大,双跨矩形隧道对应的临界风速最小.拟合得出了纵向通风速度和逆流层长度的变化关系式,计算得出了10 MW火灾强度下三种隧道的临界风速,并在临界风速条件下对三种截面形状隧道对烟气的温度和浓度分布的影响进行了模拟分析,验证了拟合得出的通风速度和逆流层长度变化关系式的准确性,为地铁区间隧道火灾烟气扩散控制和通风系统设计提供了一定的参考依据.     

矿井风速传感器可变模糊优选方案

针对目前矿井风流参数测试无法获得巷道的平均风速,存在不能全面监测通风网络的全部信息、监测数据达不到准确测定点、出现监测盲区等问题,结合矿井通风系统的经济型和合理性要求,重点研究风速传感器的最少监测数量和最优安装位置.采用可变模糊集理论分析影响风速传感器选址的指标因素,通过三交河煤矿为例进行现场实验和分析,建立风速传感器可变模糊优选模型.研究结果表明:通过计算相对优属度得出各分支安装风速传感器的合理权重,利用宽度优先搜索算法求出通风网络最小生成树,寻根法确定其基本回路,从而快速准确地确定出风速传感器具体安装的回路分支,得到风速传感器最优选址方案.研究结论为实现通风网路风量无盲区实时动态监测和模拟创造条件.     

某500kV变电站50年一遇设计风速推求

分别采用Gumbel分布、对数正态分布和风压荷载3种方法,推算了某500kV变电站50年一遇的10min平均最大风速值,经综合分析比较,最后确定出该变电站的50年一遇10min平均最大风速采用成果。     

近54年来新疆和田地区平均风速时空变化简

采用滑动趋势分析、突变分析等方法对新疆和田地区4个气象站1960-2013年的平均风速日值资料进行分析,以探讨该地区平均风速的变化趋势.研究表明:和田地区年平均风速以0.006(m·s)/a(p<0.01)的递减速率呈现明显的下降趋势;四季平均风速也呈现明显的下降趋势,秋季递减趋势最大,春季次之,冬季最小;平均风速以5月最大,4月次之,12月最小;在空间分布上,平均风速也存在较大的差异.和田地区平均风速在1977年发生突变,春季突变发生在1977年、1978年,夏季略早(1975年、1976年),秋、冬季略晚,分别为1979年和1980年.     

CMOS工艺实现的热风速传感器及其封装

给出了一种完全基于CMOS工艺的热风速传感器及其封装的结构、工作原理以及测试结果.该传感器由加热元件和测温元件构成,多晶硅加热电阻元件产生一定的温度分布,CMOS纵向衬底晶体管实现由风速导致的温度变化的测量.传感器的封装采用导热胶在背面贴陶瓷的方式进行.该传感器采用恒温差工作模式,风速测量采用热损失型原理,测试电路是由仪器放大器组成的控制和测试系统.经过风洞测试,风速的测量可以达到30 m/s,风速分辨率达到0.5 m/s.传感器的功耗最大值小于100 mW.     

开口式风洞喷口来流风速的修正

采用数值仿真方法对1∶15的３／４开口回流式汽车风洞进行模拟,并将喷口法和驻室法推导得到的风速与风洞喷口来流风速监测值进行对比,提出来流风速的修正方案.与风洞试验数据对比,验证了数值仿真方法的有效性.空风洞仿真结果表明：在不同来流风速下,两种方法计算结果皆与风洞喷口来流风速监测值接近.安装车辆模型的风洞计算结果表明：在不同雷诺数下,由于安装车辆导致的阻塞作用,喷口附近的压力受到影响,两种方法推导得到的风速皆需进一步修正.用于压差修正的系数,是依赖于风速的高阶多项式,可有效降低风速测量的误差.     

3/4开口式风洞喷口来流风速的修正

采用数值仿真方法对1∶15的3/4开口回流式汽车风洞进行模拟,并将喷口法和驻室法推导得到的风速与风洞喷口来流风速监测值进行对比,提出来流风速的修正方案.与风洞试验数据对比,验证了数值仿真方法的有效性.空风洞仿真结果表明:在不同来流风速下,两种方法计算结果皆与风洞喷口来流风速监测值接近.安装车辆模型的风洞计算结果表明:在不同雷诺数下,由于安装车辆导致的阻塞作用,喷口附近的压力受到影响,两种方法推导得到的风速皆需进一步修正.用于压差修正的系数,是依赖于风速的高阶多项式,可有效降低风速测量的误差.