總溫

總溫指一流體以絕熱過程完全靜止時，它的動能將轉化為內能時反映出來的溫度。

在航空領域中，駐點溫度被稱為總溫，並通過安裝在飛行器表面上的溫度探測器來測量。 探頭設計成將空氣相對於飛機處於靜止狀態。當空氣相對靜止時，動能轉化為內部能量。 空氣被壓縮並經歷絕熱的溫度升高。 因此，總溫高於靜態（或環境）空氣溫度。

總溫是空氣數據計算機的基本輸入，以便能夠計算靜態空氣溫度，從而得到真正的空速。

基本介紹

• 中文名：總溫
• 外文名：total temperature
• 相關內容：溫度、密度、速度、馬赫數
• 狀態：絕熱過程完全靜止
• 實際例子：航空器的總溫感測器
• 相關詞：靜溫

概述

靜態溫度和總溫之間的關係由下式給出：

其中： 為總溫，單位為℃或K；Ts為靜態溫度，單位為℃或K； 為比熱比，乾燥空氣比熱比約為1.4；Ma為飛行器馬赫數。

流體在流動時具有它的壓力、溫度、密度、速度、馬赫數。如能使一流體以絕熱過程完全靜止時，那么它的動能將轉化為內能，反映在壓力、溫度與密度上。此時之溫度便為總溫。實際例子為航空器的總溫探頭在前端量測的便是總溫。

常用總溫感測器測量大氣的總溫。總溫感測器又稱阻滯溫度感測器。總溫信號可供大氣數據計算機作解算大氣靜溫、真實空速等參數用。

總溫測量技術

溫度是表征物體狀態的特徵參數之一。溫度測量，在空氣動力學試驗中有著廣泛的套用。為了確定空氣的密度、粘性係數和流動速度等,通常都需要測量溫度。空氣動力天平測得的數據要計及溫度的影響，也需要測量溫度。在無加熱器的超聲速風洞中，某些情況下需監測氣流溫度以防止水蒸氣凝結。在有加熱器的高超聲速風洞中，某些情況下需要監測溫度，以防止冷卻器失靈造成的洞體某些部位過熱。通過測量模型表面的溫度分布，可確定氣流在模型表面上的流動狀態。總之,溫度測量在空氣動力學試驗中具有重要的意義。

在空氣動力學領域，高速氣流溫度的測量一般指氣體總溫的測量，即氣流在絕熱滯止狀態下所能達到的溫度。實測過程中完全絕熱滯止是無法實現的，因此即使不存在使用誤差的情況下，探針的指示溫度也總是小於總溫而高於靜溫。工程技術人員的任務在於設計出品質優良的探針，使其指示溫度與總溫儘可能接近，並在校準風洞上進行校正，找出兩者的誤差，從而對總溫探針的指示溫度加以修正。

低密度風洞總溫測量

低密度風洞溫度測量主要是指風洞駐室總溫和試驗段氣流總溫測量。此外，為了分析噴管流動狀態,有時也要測量氣流的震動溫度和轉動溫度。其中，駐室總溫是一個重要的狀態參數。

低密度風洞駐室總溫是由氣流防冷凝和模型試驗要求的壁溫比來確定的，通常駐室總溫範圍為。對於這樣寬的溫度範圍往往要用這幾種手段來進行測量，包括熱電偶探針、總壓流量法測量總溫。

激波風洞總溫測量

氣流的總溫是高超聲速試驗設備模擬能力的一個重要標誌，又是確定其試驗氣流特性的一個基本參數，因此，無論是為了校準試驗設備的性能，還是提供試驗數據，均需要進行總溫測量。目前工程中主要有這幾種常用技術：激波馬赫數、駐點熱流率和皮托壓力、帶禁止罩的熱電偶三種測量技術。

航空航天中的燃氣總溫感測器

在航空航天領域中，準確測量燃燒室出口燃氣流溫度，能為發動機進氣道及尾噴管的最佳化設計提供重要的參考數據。實際測量高速高焓燃氣溫度時，為了使感測器測量溫度更接近氣流真實溫度，通常將感測器與合適的滯止罩配套做成總溫探針樣式。總溫感測器測試時，燃氣流受滯止室及感測器探頭的雙重滯止，正向流動速度迅速減小，氣流的動能轉變為熱能，由燃氣高速流動所帶來的速度誤差也將減小。

在熱工流體力學中，氣流的總溫 Tt由靜溫 T和動溫 Tv兩部分組成。靜溫是度量氣體分子自由運動的動能；動溫是度量氣體分子定向運動的動能。

式中，v 為氣流速度；cp為定壓比熱；k 為絕熱指數，氣體定壓比熱與定容比熱的比值，k = cp/cv，對於空氣，k =1.4；對於燃氣，k =1.33；Ma 為氣流馬赫數。

感測器的指示溫度與氣流的總溫的偏差，是測量誤差。總溫感測器示意圖如圖1所示。

圖1總溫感測器