一种壁面切应力测量方法
专利汇可以提供一种壁面切应力测量方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种壁面切应 力 测量方法，属于 流体 力学 实验技术领域。本发明的壁面切 应力 测量方法使用的 传感器 由两片镍箔和一层聚酰亚胺 薄膜 组成，两片镍箔分别粘贴在聚酰亚胺薄膜的两侧的对应 位置 。其中一片镍箔作为传感器的敏感元件与流体直接 接触 ，通过对加热功率的测量直接换算出切应力；另一片作为敏感元件的发热衬底，与传感器加热至同一 温度 ，保证传感器只与流体进行热量交换。该方法无需对传感器进行标定即可实现对壁面切应力的测量。，下面是一种壁面切应力测量方法专利的具体信息内容。
1.一种壁面切应力测量方法，其特征在于，采用传感器进行测量；所述的传感器由两片镍箔和一层聚酰亚胺薄膜构成，两片镍箔分别粘贴在聚酰亚胺薄膜的上下表面；镍箔的长宽比大于10，具有正电阻温度系数；所述的镍箔的两侧各有一个接线点，接线点位于镍箔长度方向的两端，每个接线点引出两条导线，一条是电流接线，用于传导通过镍箔的电流，另一条是电压接线，用于测量镍箔两端的电压，即每个传感器均为四线连接；其中一片镍箔与流场中的流体直接接触作为敏感元件，另一片镍箔安装在绝缘介质另一侧的对应位置；测量通过镍箔的电流和镍箔两端的电压，计算出镍箔的电阻，根据金属镍的电阻温度系数计算出镍箔在该状态下的温度；通过改变两片镍箔的电流，使两个镍箔工作在同一电阻阻值下；此时两片镍箔的工作温度相同，作为敏感元件的镍箔仅与流体进行热量交换；温度稳定后，作为敏感元件的镍箔的电流加热的热量与流体带走的热量相等，此时计算出加热功率与切应力的关系；
由于两片镍箔加热至同一温度，敏感元件向壁面传导的热量Qs为零，得Q＝Qa，公式(1)就变为如下形式：
其中，Q＝Qs+Qa，Qa是向流场中传递的热量，Qs是向壁面传导的热量，A与Qs和Qa相关，通过标定获得；τw为平均壁面切应力；
根据换热理论推导：
其中，Tf是镍箔温度，Ta是流体温度，w是镍箔宽度，l是镍箔长度，k、ρ、Cp、μ分别是流体的导热系数、密度、比热容和粘度；
根据电阻温度系数公式，镍箔的温度Tf使用以下公式推算出来：
其中，Tf是镍箔温度，T0是镍箔在室温下的温度，α是镍的电阻温度系数，R0是镍箔在常温下的电阻，R是镍箔在工作状态下的电阻；通过对电流的控制和电阻的测量把两片镍箔加热至同一温度，作为敏感元件的热膜与底面的热传递即被忽略。
一种壁面切应力测量方法
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具体实施方式
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