多孔探頭

多孔探頭是流體力學中一種用於測量流場中某一點氣流方向的設備。多孔探頭是基於壓力感應原理工作的，常見的多孔探頭有五孔探頭、七孔探頭等，孔數越多，測量結果越準確。

基本介紹

• 中文名：多孔探頭
• 外文名：Porous Probe
• 工作原理：基於壓力感應原理工作
• 常見類別：五孔探頭、七孔探頭等
• 特點：孔數越多，測量結果越準確
• 作用：測量流場中某一點氣流方向

簡介

低速流動中測量氣流速度方向的探頭叫方向探頭，常用的有五孔、七孔、十孔等，故又稱為多孔探頭。多孔探頭體積小，使用前需要標定。

多孔探頭基於壓力感應原理工作，通過不同孔所受的壓力來測量流場中某一點的氣流方向。多孔探頭的孔數越多，其測量結果越準確，但同時其製作更複雜困難。

常見多孔探頭

五孔探頭

五孔探頭內部包含五根細管道，從頭部看為5個小孔，中央一個小孔5用於測量總壓，四周對稱包圍4個小孔1-4，用於感受靜壓。如圖1所示。

圖1 五孔探頭

理想狀況下，當不存在側滑角和攻角時，即當五孔探頭完全對準氣流時，編號為1-4的孔測得的壓力應該是完全相同的。但實際由於製造過程中每個孔都會有一定的偏差，無法做到完全一模一樣，即在完全對準氣流的情況下4個孔所測得的壓力也不完全相同。所以在使用前需要經過標定，通過實驗模擬不同的側滑角、攻角和風速來測量每個孔的數據，並結合相應的數據處理手段得到校驗曲線。

在五孔探頭中，上下兩個測壓孔（孔1和孔3）用來測量氣流在垂直平面內氣流方向與探頭軸線的夾角，左右兩個測壓孔（孔2和孔4）用來測量在水平面內氣流方向與探頭軸線之間的夾角。

五孔探頭測量氣流方向的基本原理為：當氣流方向與探頭軸線方向不一致時，對於孔1和孔3，產生與有關的壓強差；對於孔2和孔4，產生與有關的壓強差。使用時，將五孔探頭安裝在待測流場中，測出各測壓孔感受的壓強值，根據校驗曲線即可確定探頭所在位置處氣流的方向。

五孔探頭用來測量以內的氣流偏角。

七孔探頭

七孔探頭如概述圖，從頭部看為7個小孔，中央一個小孔所對的流動空間稱為內區，其餘周圍的六個小孔所在的流動空間稱為外區。

七孔探頭的原理與五孔探頭類似，但其測量結果要比五孔探頭準確，當然製作也更困難。

七孔探頭可進行三維測量，所測量的氣流偏角範圍小於80°。