畢托管測速試驗(yàn)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——畢托管測速試驗(yàn)（四）畢托管測速試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

1.通過對管嘴吞噬出流點(diǎn)流速及點(diǎn)流速系數(shù)的測量，把握用畢托管測量點(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、試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)的裝置如圖4.1所示。

圖4.1畢托管試驗(yàn)裝置圖

1.自循環(huán)供水器；2.試驗(yàn)臺；3.可控硅無級調(diào)速器；4.水位調(diào)理閥；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(dòng)測量尺（滑尺）；12.上回水管。

說明：

經(jīng)吞噬管嘴6，將高低水箱水位差的位能轉(zhuǎn)換成動(dòng)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，測壓管3、4用以測量畢托管的全壓水頭和靜壓水頭，水位調(diào)理閥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、試驗(yàn)原理

圖4.3畢托管測速原理圖

u?c2g?h?k?h

k?c2g（4.1）

式中：u——畢托管測點(diǎn)處的點(diǎn)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。

u???2g?H（4.2）

聯(lián)解上兩式可得???c?h/?H（4.3）式中：u——測點(diǎn)處流速，由畢托管測定；

??——測點(diǎn)流速系數(shù)；

?H——管嘴的作用水頭。

四、試驗(yàn)方法與步驟

1、準(zhǔn)備(a)熟悉試驗(yàn)裝置各部分名稱、作用性能，搞清構(gòu)造特征、試驗(yàn)原理。(b)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。(c)將畢托管對準(zhǔn)管嘴，距離管嘴出口處約2~3cm，上緊固定螺絲。

2、開啟水泵順時(shí)針開啟調(diào)速器開關(guān)3，將流量調(diào)理到最大。

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(jì)液面是否齊平，液面不齊平可能是空氣沒有排盡，必需重新排氣。

4、測記各有關(guān)常數(shù)和試驗(yàn)參數(shù)，填入試驗(yàn)表格。

5、改變流速操作調(diào)理閥4并相應(yīng)調(diào)理調(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、完成下述試驗(yàn)項(xiàng)目：

（1）分別沿垂向和沿流向改變測點(diǎn)的位置，觀測管嘴吞噬射流的流速分布；（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(shí)，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(yàn)證。

7、試驗(yàn)終止時(shí)，按上述3的方法檢查畢托管比壓計(jì)是否齊平。

五、試驗(yàn)結(jié)果及要求

試驗(yàn)裝置臺號NO.

0.5

校正系數(shù)c=1.0,k=44.27cm/s

試驗(yàn)記錄表格試驗(yàn)次數(shù)123456789上、下游水位計(jì)h1(cm)h2(cm)????cm)2121.221.221.221.221.221.221.221.2畢托管測壓計(jì)h3(cm)h4(cm)?h?cm)21.2522.722.622.522.422.222.222.222.2測點(diǎn)流速測點(diǎn)流速系數(shù)u?k?h(cm/s)204.1210.9210.5210.0209.5208.6208.6208.6208.6???c?h?H1.0061.0351.0321.0301.0281.0231.0231.0231.02336.436.436.436.436.436.436.436.436.415.415.215.215.215.215.215.215.215.214.2514.314.314.314.314.314.314.314.336.53736.936.836.736.536.536.536.5畫出管嘴吞噬射流速度分布如圖：

BuOriginPro8EvaluationOriginPro8Evaluation210OriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationB207OriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8EvaluationOriginPro8Evaluation204024Ad(CM)

有圖可看出，成拋物線分布，結(jié)果確鑿。

六、試驗(yàn)分析與探討

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，否則假使其中夾有氣柱，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(guān)。

對于非堵塞性氣泡，雖不產(chǎn)生誤差，但若不排除，試驗(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。假使氣體已排凈，不管怎樣抖動(dòng)塑料連通管，兩測管液面恒齊平。

2.畢托管的壓頭差Δh和管嘴上下游水位差ΔH之間的大小關(guān)系怎樣？為什么？Δh大于ΔH，本試驗(yàn)在管嘴吞噬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)?′說明白什么？試驗(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2-3cm軸心處，其點(diǎn)流速系數(shù)?′為0.996，試問本試驗(yàn)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)局部分開現(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，依舊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，簡單理解。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，使用便利，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(dòng)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)繁雜，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。特別是傳感器與電器在信號接收與放大處理過程中，