热线风速仪:热线风速仪的工作原理是基于在流动气体中,发热元件(如热线)的散热速率与气体流速相关。当外部大气压发生变化时,气体密度改变,而气体的传热特性与密度密切相关。根据牛顿冷却定律,散热速率(q = hADelta T)(其中(h)为对流传热系数,(A)为散热面积,(Delta T)为热线与气体的温差),对流传热系数(h)与气体密度(rho)、比热容(c_p)、导热系数(lambda)以及流速(v)等因素有关。当大气压降低,气体密度减小,在相同流速下,对流传热系数(h)减小,热线散热变慢,为维持热线温度恒定,所需的加热电流发生变化,从而导致测量的流速值产生偏差。例如,在一定温度下,当大气压从标准值降低 10% 时,若实际流速不变,热线风速仪测量得到的流速值可能会偏高约 5% - 10%。
超声波流量计:AFV超声波流量计通过测量超声波在流体中的传播速度来确定流体流速。超声波在气体中的传播速度(c)与气体的绝热指数(gamma)、气体常数(R)以及热力学温度(T)有关,其关系为(c=sqrt{gamma RT})。当外部大气压变化时,虽然对温度(T)影响较小(假设温度不变),但由于气体密度改变,会导致气体的绝热指数(gamma)发生微小变化。根据相关理论,(gamma)与气体分子的自由度以及分子间相互作用有关,大气压变化引起的密度变化会改变分子间相互作用,进而影响(gamma)。这种变化会导致超声波传播速度的测量值出现偏差,*终影响流速测量的准确性。例如,对于某些气体,当大气压变化 10% 时,超声波传播速度的测量偏差可能达到 0.5% - 1%,从而导致流速测量误差在相同量级。


