氣(qi)流(liu)流(liu)形測試儀(yi)：流體力學研究的(de)精(jing)密標(biao)尺(chi)

　　在(zai)航(hang)空航(hang)天(tian)、能(neng)源(yuan)化(hua)工(gong)等(deng)工(gong)業領(ling)域(yu)，氣體流動的(de)穩(wen)定性直接影響(xiang)設備(bei)性能與(yu)安全(quan)。氣(qi)流(liu)流(liu)形測(ce)試儀作為量化(hua)流動特性的(de)專業設備(bei)，通(tong)過實(shi)時(shi)捕捉(zhuo)流(liu)場參數，為湍流控制、燃燒(shao)優(you)化(hua)等(deng)關(guan)鍵課(ke)題(ti)提(ti)供(gong)數據支撐。本文(wen)將(jiang)系統闡(chan)述其工(gong)作原(yuan)理(li)、技術(shu)優(you)勢及典型應用場景(jing)。
 

　　壹(yi)、核(he)心原理(li)與系統構(gou)成(cheng)
 

　　氣流(liu)流(liu)形測(ce)試儀基(ji)於(yu)多物理(li)場同(tong)步(bu)測量技術，主要由(you)三(san)大(da)模塊構(gou)成(cheng)：
 

　　•傳(chuan)感單(dan)元(yuan)：采(cai)用熱線(xian)風(feng)速(su)儀(HWA)或粒子圖(tu)像(xiang)測速(su)儀(PIV)，前(qian)者(zhe)通(tong)過鉑(bo)絲(si)電(dian)阻(zu)變(bian)化(hua)測量局部流(liu)速(su)(分(fen)辨(bian)率(lv)達0.01m/s)，後者利用激光(guang)片(pian)光追蹤(zong)示蹤(zong)粒(li)子位(wei)移，實現(xian)二(er)維(wei)/三(san)維(wei)流場重建。
 

　　•信號(hao)處理(li)系統：對(dui)原(yuan)始數據進行(xing)傅(fu)裏(li)葉(ye)變換(huan)與(yu)小(xiao)波(bo)分(fen)析(xi)，分(fen)離(li)平均流(liu)速(su)與脈(mai)動(dong)分(fen)量(liang)，生成(cheng)湍流(liu)強度、渦量(liang)等(deng)衍(yan)生參(can)數。

 

　　•可視(shi)化(hua)平臺：通(tong)過色(se)階映射將(jiang)流速(su)梯(ti)度轉(zhuan)化(hua)為直觀(guan)圖(tu)像(xiang)，輔(fu)以(yi)渦識(shi)別算法(fa)(如(ru)Q準(zhun)則(ze))標(biao)註(zhu)漩(xuan)渦核(he)心區。

 

　　二、工(gong)業應用場景(jing)深(shen)度解析
 

　　•航(hang)空發動機燃燒(shao)室(shi)優(you)化(hua)

 

　　在(zai)GE公司LEAP發動機研發中(zhong)，測(ce)試(shi)儀(yi)捕(bu)捉(zhuo)到(dao)燃油噴射(she)導(dao)致(zhi)的(de)回流(liu)區畸(ji)變(bian)，通(tong)過調整旋(xuan)流(liu)器(qi)角(jiao)度將(jiang)燃燒(shao)效(xiao)率(lv)提(ti)升(sheng)2.3%。
 

　　•風(feng)電葉(ye)片(pian)氣動噪(zao)聲(sheng)抑制

 

　　丹麥(mai)DTU實驗室(shi)利用PIV模塊發現(xian)葉(ye)片(pian)尾緣渦脫落頻(pin)率(lv)與噪(zao)聲(sheng)峰(feng)值(zhi)關(guan)聯(lian)，據此設計(ji)的(de)鋸齒(chi)狀(zhuang)尾緣(yuan)結構(gou)使風電場噪聲降(jiang)低(di)4dB。
 

　　•化(hua)工(gong)管(guan)道安全(quan)監測(ce)

 

　　中(zhong)石化(hua)某廠(chang)采(cai)用嵌入(ru)式(shi)微(wei)型探頭陣(zhen)列(lie)，實時(shi)監測乙烯輸送管(guan)道內(nei)瞬(shun)態(tai)渦流(liu)，預警系統較傳(chuan)統壓力傳(chuan)感器(qi)響(xiang)應時(shi)間(jian)縮短(duan)70%。