畢托管測速實(shí)驗(yàn)

1、（四)畢托管測速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?.通過對管嘴淹沒出流點(diǎn)流速及點(diǎn)流速系數(shù)的測量，掌握用畢托管測量點(diǎn)流速的技能;2。了解普朗特型畢托管的構(gòu)造和適用性，并檢驗(yàn)其量測精度，進(jìn)一步明確傳統(tǒng)流體力學(xué)量測儀器的現(xiàn)實(shí)作用.二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖4.1所示.圖4。1畢托管實(shí)驗(yàn)裝置圖1。自循環(huán)供水器；2。實(shí)驗(yàn)臺；3。可控硅無級調(diào)速器；4。水位調(diào)節(jié)閥；5.恒壓水箱；6。管嘴7.畢托管;8.尾水箱與導(dǎo)軌；9.測壓管;10。測壓計(jì)；11。滑動測量尺（滑尺)；12。上回水管。說 明:經(jīng)淹沒管嘴6，將高低水箱水位差的位能轉(zhuǎn)換成動能，并用畢托管測出其點(diǎn)流速值。測壓計(jì)10的測壓管1、2用以測量低水箱位置水頭,測壓

2、管3、4用以測量畢托管的全壓水頭和靜壓水頭，水位調(diào)節(jié)閥4用以改變測點(diǎn)的流速大小。圖 4。2 畢托管結(jié)構(gòu)示意圖三、實(shí)驗(yàn)原理圖4.3 畢托管測速原理圖 （4。1）式中：-畢托管測點(diǎn)處的點(diǎn)流速;-畢托管的校正系數(shù)；-畢托管全壓水頭與靜水壓頭差。 （4。2）聯(lián)解上兩式可得 （4.3）式中：測點(diǎn)處流速，由畢托管測定；-測點(diǎn)流速系數(shù)；管嘴的作用水頭.四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、準(zhǔn)備 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置各部分名稱、作用性能,搞清構(gòu)造特征、實(shí)驗(yàn)原理。用醫(yī)塑管將上、下游水箱的測點(diǎn)分別與測壓計(jì)中的測管1、2相連通。將畢托管對準(zhǔn)管嘴,距離管嘴出口處約23cm，上緊固定螺絲。2、開啟水泵 順時(shí)針打開調(diào)速器開關(guān)3，將流量調(diào)節(jié)到最大

3、。3、排氣 待上、下游溢流后，用吸氣球(如醫(yī)用洗耳球）放在測壓管口部抽吸，排除畢托管及各連通管中的氣體,用靜水匣罩住畢托管,可檢查測壓計(jì)液面是否齊平,液面不齊平可能是空氣沒有排盡，必須重新排氣。4、測記各有關(guān)常數(shù)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)，填入實(shí)驗(yàn)表格.5、改變流速 操作調(diào)節(jié)閥4并相應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)速器3，使溢流量適中,共可獲得三個(gè)不同恒定水位與相應(yīng)的不同流速。改變流速后，按上述方法重復(fù)測量.6、完成下述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:(1)分別沿垂向和沿流向改變測點(diǎn)的位置，觀察管嘴淹沒射流的流速分布；(2）在有壓管道測量中，管道直徑相對畢托管的直徑在610倍以內(nèi)時(shí)，誤差在25以上，不宜使用。試將畢托管頭部伸入到管嘴中，予以驗(yàn)證。7、實(shí)驗(yàn)

4、結(jié)束時(shí),按上述3的方法檢查畢托管比壓計(jì)是否齊平。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及要求實(shí)驗(yàn)裝置臺號NO。 校正系數(shù)c=1。0， k=44。27cm0。5/s實(shí)驗(yàn)記錄表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)上、下游水位計(jì)畢托管測壓計(jì)測點(diǎn)流速(cm/s）測點(diǎn)流速系數(shù)h1(cm）h2(cm)cm）h3(cm）h4（cm）hcm）136.415。42114.2536.521。25204。11。006236.415。221。214.33722.7210.91.035336。415.221。214。336.922.6210。51。032436.415.221。214。336.822.5210。01。030536.415.221。214。336.722。

5、4209。51.028636.415。221。214。336.522.2208.61.023736.415。221.214.336.522。2208.61。023836.415.221.214.336。522.2208。61。023 936。415.221.214.336。522.2208.61.023畫出管嘴淹沒射流速度分布如圖：有圖可看出，成拋物線分布，結(jié)果準(zhǔn)確.六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1。 利用測壓管測量點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí),為什么要排氣？怎樣檢驗(yàn)排凈與否？畢托管、測壓管及其連通管只有充滿被測液體，即滿足連續(xù)條件，才有可能測得真值， 否則如果其中夾有氣柱， 就會使測壓失真， 從而造成誤差。 誤差值與氣柱高

6、度和其位置有關(guān)。對于非堵塞性氣泡,雖不產(chǎn)生誤差，但若不排除，實(shí)驗(yàn)過程中很可能變成堵塞性氣柱而影響 量測精度。 檢驗(yàn)的方法是畢托管置于靜水中， 檢查分別與畢托管全壓孔及靜壓孔相連通的兩根測壓 管液面是否齊平。如果氣體已排凈，不管怎樣抖動塑料連通管，兩測管液面恒齊平。 2. 畢托管的壓頭差h和管嘴上下游水位差H 之間的大小關(guān)系怎樣？為什么？h大于H,本實(shí)驗(yàn)在管嘴淹沒出流的軸心處測得過程中有能量損失，但甚微.3. 所測的流速系數(shù)說明了什么？實(shí)驗(yàn)存在一定的誤差，但誤差很小.4. 據(jù)激光測速儀檢測，距孔口23 cm軸心處，其點(diǎn)流速系數(shù)為0。996，試問本實(shí)驗(yàn)的畢托管精度如何?如何確定畢托管的矯正系數(shù)c

7、？若以激光測速儀測得的流速為真值 u，則有為 0。996， 而畢托管測得的該點(diǎn)流速為 208。6cm/s,精度還行,則 欲率定畢托管的修正系數(shù)，則可令C=0。996/1。023=0。97。 5。 普朗特畢托管的測速范圍為0。2-2m/ s，流速過小過大都不宜采用，為什么？另測速時(shí)要求探頭對正水流方向(軸向安裝偏差不大于10 度)，試說明其原因(低流速可用傾斜壓差計(jì)）。1)施測流速過大過小都會引起較大的實(shí)測誤差， 當(dāng)流速大于 2m/s 時(shí)，由于水流流經(jīng)畢托管頭部時(shí)會出現(xiàn)局部分離現(xiàn)象，從而使靜壓 孔測得的壓強(qiáng)偏低而造成誤差。 （2）同樣，若畢托管安裝偏差角（ 流速 u 是實(shí)際流速 u 在其軸向的分速 ）過大，亦會引起較大的誤差。 6。 為什么在光、聲、電技術(shù)高度發(fā)展的今天，仍然常用畢托管這一傳統(tǒng)的流體測速儀器？畢托管測速原理是能量守恒定律，容易理解。而畢托管經(jīng)長期應(yīng)用，不斷改進(jìn)，已十分 完善 .具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn).因而被廣泛應(yīng)用于液、 氣流的測量（其測量氣體的流速可達(dá) 60m/s） . 光、聲、電的測速技術(shù)及其相關(guān)儀器，雖具有瞬時(shí)性，靈敏、精度高以及自動化記錄等 諸多優(yōu)點(diǎn)，有些優(yōu)點(diǎn)畢托管是無法達(dá)到的.但往往因其機(jī)構(gòu)復(fù)雜，使用約束條件多及價(jià)格昂 貴等因素，從而在應(yīng)用上受到限制。尤其是傳感器與電器在信號接收與放大處理過程中，有 否失真，或者隨使用