比托管的標(biāo)定流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、流體實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 比托管的標(biāo)定二、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅阂笥盟o實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，設(shè)計(jì)一套標(biāo)定比托管的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方案，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖并連接實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，達(dá)到以下目的：1、了解比托管的測(cè)速原理和標(biāo)定方法；2、學(xué)會(huì)求出比托管基本系數(shù)的方法。三、 實(shí)驗(yàn)所需儀器和設(shè)備：1、低速回流風(fēng)洞2、NPL標(biāo)準(zhǔn)比托管， 待標(biāo)定比托管3、鐘罩式精密微壓計(jì)4、計(jì)算器或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)四、實(shí)驗(yàn)原理： 1、利用比托管測(cè)速的原理 （一） 流體力學(xué)中關(guān)于重力作用下不可壓縮的理想流體的定常流動(dòng)的伯努利方程：g z+ p+12v=C或 z+pg+v2g = C 對(duì)于流體中一條流線(xiàn)上任意兩點(diǎn)1（p1、V1、z

2、1）、2 （p2、V2、z2 ）運(yùn)用伯努利方程有： （1）（二）畢托管的構(gòu)造：（畢托管的頭部通常為半球形或半橢球形，直徑應(yīng)選d0.035D，（D為被測(cè)流體管道的內(nèi)徑），總壓孔開(kāi)在頭部的頂端，孔徑為0.3d，靜壓孔開(kāi)在距頂端35d處，距支柄810d的地方，一般為48個(gè)均勻分布的=0.1mm小孔）（三）畢托管測(cè)速原理：畢托管如圖放置在低速回流風(fēng)洞中（風(fēng)速為 U）取一條經(jīng)過(guò)畢托管總壓孔1和靜壓孔2的流線(xiàn)，根據(jù)式（1）在這種情況下：z1= z2 V1 =0 V2=U 上式可化為：=則風(fēng)速的計(jì)算公式為： （2）因此只要將流場(chǎng)的總壓（）與靜壓（）分別由兩個(gè)細(xì)管引出，再用軟膠皮管連到微壓計(jì)上，既可測(cè)出動(dòng)壓，

3、從而可計(jì)算出流速。若要測(cè)量流場(chǎng)中某一點(diǎn)的速度，需將畢托管的頂端置于該點(diǎn)并使總壓孔正對(duì)來(lái)流，通過(guò)微壓計(jì)或差壓傳感器就能得到該點(diǎn)動(dòng)壓，在來(lái)流是空氣的情況下，U2= =P =h（是空氣的密度， 是微壓計(jì)中工作液體的重度，h是微壓計(jì)的讀數(shù)）但由于粘性及畢托管加工等原因，不是正好滿(mǎn)足上式，需進(jìn)行修正。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)： CU2= =P =h C畢托管系數(shù) （3）2、畢托管的標(biāo)定畢托管的標(biāo)定就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定待標(biāo)定畢托管C的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)的要求：a) 風(fēng)洞試驗(yàn)段氣流均勻，湍流度小于0.3%；b) 畢托管的堵塞面積小于試驗(yàn)段截面積的1/200；c) 畢托管插入深度h2nd (n=8,d為畢托管直徑)；d) 安裝偏斜角

4、小于2；e) 以d為特征的雷諾數(shù)必須大于250；f) 最大風(fēng)速不能超過(guò)2000d （是空氣動(dòng)力粘度，d為靜壓孔直徑）。滿(mǎn)足以上條件，C的值取決于畢托管的結(jié)構(gòu)，本實(shí)驗(yàn)所用畢托管的C=0.998實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：畢托管進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，將待標(biāo)定的畢托管與NPL標(biāo)準(zhǔn)安裝在風(fēng)動(dòng)試驗(yàn)段的適當(dāng)位置上（總的原則是讓兩支管處于同一均勻氣流區(qū)）因?yàn)槭蔷鶆蛄鳎瑒t有 上式可化簡(jiǎn)為： (4)根據(jù)上式在10個(gè)不同風(fēng)速下測(cè)量取其平均值。五、 實(shí)驗(yàn)步驟： （a） 作好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，如準(zhǔn)確地安裝畢托管、微壓計(jì)調(diào)成水平或差壓傳感器調(diào)零，打開(kāi)電壓表。（b）合上電源，啟動(dòng)電頻，開(kāi)動(dòng)風(fēng)洞，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后分別讀出兩臺(tái)微壓計(jì)的值，輸入計(jì)算器進(jìn)行計(jì)

5、算，或采用計(jì)算機(jī)采集畢托管動(dòng)壓，一共取10組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。（c）風(fēng)洞停止運(yùn)轉(zhuǎn)，操作計(jì)算器或用計(jì)算機(jī)算出最后結(jié)果。（d）依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、判定是否需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)或移動(dòng)畢托管的位置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（e）結(jié)束實(shí)驗(yàn)，整理好各種儀器設(shè)備。（f）編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、數(shù)據(jù)處理：序號(hào)項(xiàng)目12345678910平均值（mm）29242218171312.5874.915.54（mm）211916.5141412986312.25調(diào)速電壓（V）10510095908580757065550.720.790.750.780.820.920.721.00.850.610.79注：為微壓計(jì)傾角，其正弦值均為0.4 。溫度T:23C大氣壓P=767mmHg微壓計(jì)型號(hào)：YYT-200B七、思考 影響比托管系數(shù)的因素有