流体力学：毕托管测速实验相关问题

毕托管测速的基本原理如下：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Δh（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Δh dmg,即 于是可得 可见弯管与测压管的液面之差Δh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 则只要量测出毕托管中的液面高差Δh,即可按上式计算出A点的流速值.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：式中称为毕托管流速校正系数.回页首 普朗特毕托管的构造如图1(a)所示,由图可以看出这种毕托管是由两根空心细管组成.细管1为总压管,细管2为测压管.量测流速时使总压管下端出口方向正对水流流速方向,测压管下端出口方向与流速垂直.在两细管上端用橡皮管分别与压差计的两根玻璃管相连接.(a)毕托管结构 (b)毕托管测流速 图1 普朗特毕托管 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Δh.如果所测点的流速较小,Δh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Δh’,并根据玻璃管的倾斜角度θ换算出相应的垂直液面高差,将Δh代入公式中,即可得出所量测点的水流流速值.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.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.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.http://www.scude.cc/software/08/01/008/01/00001/lcffk/lcffk_02.htm 毕托管测速实验 实验目的和要求 http://hg.csu.edu.cn/jpkc2004/yejinshebei/content/syzd/split/4.htm