畢托管測速實驗

1、（四）畢托管測速實驗、實驗目的和要求.通過對管嘴淹沒出流點流速及點流速系數(shù)的測量，掌握用畢托管測量點流速的技能；.了解普朗特型畢托管的構造和適用性，并檢驗其量測精度，進一步明確傳統(tǒng)流體力學量測儀器的現(xiàn) 實作用。二、實驗裝置本實驗的裝置如圖所示。圖畢托管實驗裝置圖.自循環(huán)供水器；2.實驗臺；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.尾水箱與導軌；9.測壓管；10.測壓計；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換成動能，并用畢托管測出其點流速值。測壓計10的測壓管1、2用以測量低水箱位置水頭，測壓管3、4用以測量畢

2、托管的全壓水頭和靜壓水頭，水位調(diào)節(jié)閥 4用以改變測點的流速大小。 圖畢托管結構示意圖三、實驗原理圖畢托管測速原理圖 TOC o 1-5 h z k 02g（）式中：u 畢托管測點處的點流速；c畢托管的校正系數(shù)；h 畢托管全壓水頭與靜水壓頭差。 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document u ,2g H（）聯(lián)解上兩式可得c J h / H（）式中：u 測點處流速，由畢托管測定；測點流速系數(shù)；H 管嘴的作用水頭。 四、實驗方法與步驟1、準備 （a）熟悉實驗裝置各部分名稱、作用性能，搞清構造特征、實驗原理。（b）用醫(yī)塑管將上、下游水箱的測點分別與測壓計中的測管1

3、、2相連通。（c）將畢托管對準管嘴，距離管嘴出口處約23cm,上緊固定螺絲。2、開啟水泵順時針打開調(diào)速器開關3,將流量調(diào)節(jié)到最大。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、測記各有關常數(shù)和實驗參數(shù)，填入實驗表格。5、改變流速 操作調(diào)節(jié)閥4并相應調(diào)節(jié)調(diào)速器 3,使溢流量適中，共可獲得三個不同恒定水位與相應 的不同流速。改變流速后，按上述方法重復測量。6、完成下述實驗項目：(1)分別沿垂向和沿流向改變測點的位置，觀察管嘴淹沒射流的流速分布；(2)

4、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，誤差在 25%以上，不宜使用。試將畢托管頭部伸入到管嘴中，予以驗證。7、實驗結束時，按上述3的方法檢查畢托管比壓計是否齊平。五、實驗結果及要求實驗裝置臺號NO.校正系數(shù)c=, k=44.27 cs實驗記錄表格實 驗 次 數(shù)上、下游水位計畢托管測壓計測點流速 (cm/s)測點流速 系數(shù)hl(cm)h2(cm)cm)h3(cm)h4(cm)h cm)1212373456789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，結果準確。六、實驗分析與討論.利用測壓管測量點壓強時，為什么要排氣？怎樣檢驗排凈與否？畢托管、測壓管及其連通管

5、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。誤差值與氣柱高度和其位置有關。對于非堵塞性氣泡，雖不產(chǎn)生誤差，但若不排除，實驗過程中很可能變成堵塞性氣柱而影響量測精度。 檢驗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。.畢托管的壓頭差Ah和管嘴上下游水位差A H之間的大小關系怎樣？為什么？A h：T AH,本實驗在管嘴淹沒出流的軸心處測得過程中有能量損失，但甚微。.所測的流速系數(shù)？說明了什么？實驗存在一定的誤差，但誤差很小。.據(jù)激光測

6、速儀檢測，距孔口 2-3 cm軸心處，其點流速系數(shù)？為，試問本實驗的畢托管精度如何？如何確定畢托管的矯正系數(shù) c ？若以激光測速儀測得的流速為真值u,則有？為，而畢托管測得的該點流速為 s ,精度還行，則欲率定畢托管的修正系數(shù)，則可令 C=。. 普朗特畢托管的測速范圍為-2 m s， 流速過小過大都不宜采用， 為什么？另測速時要求探頭對正水流方向（ 軸向安裝偏差不大于10 度 ） ，為說明其原因（低流速可用傾斜壓差計）。）施測流速過大過小都會引起較大的實測誤差， 當流速大于2m/s 時，由于水流流經(jīng)畢托管頭部時會出現(xiàn)局部分離現(xiàn)象，從而使靜壓 孔測得的壓強偏低而造成誤差。（ 2）同樣，若畢托管安

7、裝偏差角（流速u 是實際流速u 在其軸向的分速 ）過大，亦會引起較大的誤差。. 為什么在光、聲、電技術高度發(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)長期應用，不斷改進，已十分 完善 。具有結構簡單，使用方便，測量精度高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。因而被廣泛應用于液、 氣流的測量（其測量氣體的流速可達 60m/s ）。 光、聲、電的測速技術及其相關儀器，雖具有瞬時性，靈敏、精度高以及自動化記錄等 諸多優(yōu)點， 有些優(yōu)點畢托管是無法達到的。 但往往因其機構復雜， 使用約束條件多及價格昂 貴等因素，從而在應用上受到限制。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，或者隨使用時間的長短，環(huán)境溫度的改變