畢托管測速實驗

畢托管測速實驗畢托管測速實驗一、實驗?zāi)康暮鸵?.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。2.了解普朗特型畢托管的構(gòu)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(xué)量測儀器的現(xiàn)實作用。二、實驗裝置本實驗的裝置如圖3.1所示。圖3.1畢托管實驗裝置圖1.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；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(zhuǎn)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用以測量高、低水箱位置水頭，測壓管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用以改變測點的流速大小。本書所說畢托管均指普蘭特畢托管。圖3.2實驗室用測流體點速度的畢托管三、實驗原理這樣一根直角彎管就是最初的畢托管，見圖3.3，圖3.3畢托管測速原理示意圖（3.1）式中——畢托管測點處的點流速;——畢托管的校正系數(shù);——畢托管動壓水壓頭與靜水壓頭差。（3..2）聯(lián)解上兩式可得（3.3）式中——測點處流速，由畢托管測定;——測點流速系數(shù)；——管嘴的作用水頭。四、實驗方法與步驟1.準備（）熟悉實驗裝置各部分名稱、作用性能，搞清構(gòu)造特征、實驗原理。（）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、2相連通。（）將畢托管對準管嘴，距離管嘴出口處約2～3cm，上緊固定螺絲，注意力度適當(dāng)，以免固定夾損壞。2.開啟水泵順時針打開調(diào)速器開關(guān)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，見圖3.2、圖3.2可檢查測壓管2/3/4液面是否齊平，若齊平表明2/3/4測壓管中氣體已經(jīng)排凈，液面不齊平可能是空氣沒有排盡，必須重新排氣。測壓管1應(yīng)該和上游水箱液面齊平。圖3.2靜水匣罩住畢托管4.測記各有關(guān)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(yīng)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(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）在有壓管道測量中，管道直徑相對畢托管的直徑在6～10倍以內(nèi)時，誤差在2～5％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(jié)束時，按上述3的方法檢查畢托管比壓計是否齊平。圖3.3測壓管2/3/4齊平圖3.4靜水匣五、實驗成果及要求實驗裝置臺號No___________表3.1記錄計算表校正系數(shù)C＝實驗次序上、下游水位差（cm）畢托管水頭差（cm）測點流速測點流速系數(shù)六、實驗分析與討論1、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？2、分析實驗流程中能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，畢托管的壓頭差和管嘴上、下游水位差之間的大小關(guān)系怎樣？為什么？3、普朗特畢托管的測速范圍為0.2～3m/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），試說明其原因（低流速可用傾斜壓差計）。4、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？5、課外自己制作野外便攜式畢托管。相關(guān)閱讀：概念介紹傳感器傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。在新韋式大詞典中傳感器定義為：“從一個系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件”。根據(jù)這個定義，傳感器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學(xué)者也用“換能器（Transducer）”來稱謂“傳感器”。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領(lǐng)域。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各