即可按上式计算出a点的流速值

2019-03-09 04:32

则只要量测出毕托管中的液面高差h,即可按上式计算出a点的流速值。

明流中,毕托管的量测范围一般约为0.15-2.0m/s。在有压管道中可用柱形毕托管进行测速,其最大测速限度可达6m/s。

皮托管,又名空速管,风速管,英文是pitottube。

图1(b)为用毕托管测流速的示意图。用毕托管量测水流流速时,必须首先将毕托管及橡皮管内的空气完全排出,然后将毕托管的下端放入水流中,并使总压管的进口正对测点处的流速方向。此时压差计的玻璃管中水面即出现高差h。如果所测点的流速较小,h的值也较小。为了提高量测精度,可将压差计的玻璃管倾斜放置。施测时,读出两管沿斜方向的液面距离h',并根据玻璃管的倾斜角度换算出相应的垂直液面高差,将h代入公式中,即可得出所量测点的水流流速值。

设水流中某点a处的流速为u,如将一根两端开口的直角弯管插入水流并使其下端管口方向正对a点流速方向,则a点的流速由原来的u值变为零,而弯管中的液面将比测压管中的液面升高h(测压管液面为未受毕托管干扰时a点的测压管液面),弯管中液面的升高是由于水流的动能转化为势能所引起的。对于a点处质量为dm,重量为gdm的微小水体,在弯管未插入前具有的动能是。当弯管插入水流后,a点的流速由原来的u值变为零,该微小水体的动能全部转化为势能hdmg,即

用毕托管测流速时,仪器本身对流场会产生扰动,这是使用这种方法测流速的一个缺点。

毕托管测速的基本原理如下:

皮托管是测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状装置。由法国h.皮托发明而得名。严格地说,皮托管仅测量气流总压,又名总压管;同时测量总压、静压的才称风速管,但习惯上多把风速管称作皮托管。皮托管的构造如图,头部为半球形,后为一双层套管。测速时头部对准来流,头部中心处小孔(总压孔)感受来流总压p0,经内管传送至压力计。头部后约3~8d处的外套管壁上均匀地开有一排孔(静压孔),感受来流静压p,经外套管也传至压力计。对于不可压缩流动,根据伯努利方程和能量方程可求出气流马赫数,进而再求速度。但在超声速流动中,皮托管头部出现离体激波,总压孔感受的是波后总压,来流静压也难以测准,因而皮托管不再适用。总压孔有一定面积,它所感受的是驻点附近的平均压强,略低于总压,静压孔感受的静压也有一定误差,其他如制造、安装也会有误差,故测算流速时应加一个修正系数。值一般在0.98~1.05范围内,在已知速度之气流中校正或经标准皮托管校正而确定。皮托管结构简单,使用方便,用途很广。如飞机头部或机翼前缘常装设皮托管,测量相对空气的飞行速度,又称空速管。

可见弯管与测压管的液面之差h表示水流中a点处的单位动能。这个两端开口的直角弯管就称为毕托管,可用以量测水流中某点的流速。将关系式改写为

考虑到水流机械能在相互转化过程中存在能量损失,毕托管对水流有干扰以及毕托管与测压管的进口有一定距离等影响,上式需加以修正,写为:

毕托管是实验室内量测时均点流速常用的仪器。这种仪器是1730年由享利毕托(henripitot)所首创,后经200多年来各方面的改进,目前已有几十种型式。下面介绍一种常用的毕托管,这种毕托管又称为普朗特(l.prandtl)毕托管。

关于毕托管流速校正系数,因其值与毕托管的构造、尺寸及表面光滑程度等因素有关,须经专门的率定实验来确定。一般值均由制造毕托管的工厂给出。由于值与1很接近,故通常近似地采用=1。

毕托管法