毕托管测流速流量
毕托管测速原理
毕托管测速原理1.为什么流速越大压强越小伯努利方程理想正压流体在有势彻体力作用下作定常运动时，运动方程（即欧拉方程）沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程。
因D.伯努利于1738年提出而得名。
对于重力场中的不可压缩均质流体，方程为p+ρgz+(1/2)*ρv^2=常量，式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度；z 为铅垂高度；g为重力加速度。
上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρg z和动能(1/2)*ρv ^2，在沿流线运动过程中，总和保持不变，即总能量守恒。
但各流线之间总能量（即上式中的常量值）可能不同。
对于气体，可忽略重力，方程简化为p+ (1/2)*ρv ^2＝常量(p0)，各项分别称为静压、动压和总压。
显然，流动中速度增大，压强就减小；速度减小，压强就增大；速度降为零，压强就达到最大(理论上应等于总压)。
飞机机翼产生举力，就在于下翼面速度低而压强大，上翼面速度高而压强小，因而合力向上。
据此方程，测量流体的总压、静压即可求得速度，成为皮托管测速的原理。
在无旋流动中，也可利用无旋条件积分欧拉方程而得到相同的结果但涵义不同，此时公式中的常量在全流场不变，表示各流线上流体有相同的总能量，方程适用于全流场任意两点之间。
在粘性流动中，粘性摩擦力消耗机械能而产生热，机械能不守恒，推广使用伯努利方程时，应加进机械能损失项。
2.为什么压强越大沸点越高液体发生沸腾时的温度。
当液体沸腾时，在其内部所形成的气泡中的饱和蒸汽压必须与外界施予的压强相等，气泡才有可能长大并上升，所以，沸点也就是液体的饱和蒸汽压等于外界压强的温度。
液体的沸点跟外部压强有关。
当液体所受的压强增大时，它的沸点升高；压强减小时；沸点降低。
例如，蒸汽锅炉里的蒸汽压强，约有几十个大气压，锅炉里的水的沸点可在200℃以上。
又如，在高山上煮饭，水易沸腾，但饭不易熟。
这是由于大气压随地势的升高而降低，水的沸点也随高度的升高而逐浙下降。
流体力学(4)
· · ·
·
表：矩形管道截面沿边长均匀分布的测点数量： 管道断面的 边长/mm 测点排数 ≤500 3 501~ 1000 1501 2100 1000 ~1500 ~2000 ~2500 4 5 6 7 ＞2500 8
7
a
A
◆用毕托管测速应注意的问题： ⑴ 毕托管的方向要准确； ⑵ 选择测点时要尽可能避免靠近拐弯、截面改变和有阀件 的地方，在测点上游直管的长度应大于 7.5 d ，下游直 管长度应大于 3 d（d 为管道直径）。 ⑶ 一般要求测速管的直径不能大于管道直径的1/50。
10
2 ( p1 p2 ) 2p ∴ v2 2 [1 ( A2 A1 ) ] [1 ( A2 A1 )2 ]
d
考虑下列情况，对上式进行修正，引入引入校正系数C： ① 实测 p≠p1－p2 （实际中采用角接取压） ② 有永久压强降存在 ③ 用A0代替A2，以v0代替v2，令 m＝A0 /A1 A0 —孔板孔口面积，v0 —孔板孔口处流体的流速。
F qv (v 2 v1 )
上式的物理意义是：作用在所研究的流体上外力总和等 于单位时间内流出与流入的动量之差。
25
※为了便于计算，通常将动量方程写成空间坐标的投影式， 即：
∑Fx＝ qv (v2x－v1x ) ∑Fy＝ qv (v2y－v1y ) ∑Fz＝ qv (v2z－v1z )
(f－液) 水 (f－水) 液 (f－气) 空气 (f－空气) 气
∵f >>气， f >>空气，∴上式可简化为：
空气 气
23
◆安装要求： ⑴ 在管道中严格保持垂直。 ⑵ 要求在流量计上游应至少有 5D 长的直管（D为仪表的 公称直径）。
一 测速管(毕托管) 1 原理及结构
p2
Vf
g( f Af
)
u2 CR
2Vf g( f ) Af
CR —流体系数
V u2 AR 由公式可看出，u2为常数，V只与 AR 有关，即可用位置表示
2. 特点：恒流速（环隙中） 恒压差（恒等于转子净重）
3. 转子流量计与孔板流量计不同 孔板是固定截面积，而随流量变化，压差变化
—压差流量计 转子是固定压差，而随流量变化，截面发生变化
动画
公式：上、下压差造成的力＝ ( p1 p2 ) Af 转子自重＝Vf f g
转子受浮力＝Vf g ( p1 p2 ) Af Vf f g Vf g
Af ——转子最大截面积
V f ——转子体积
f ——转子密度
——流体密度
z1g
p1
u12 2
z2 g
p2
u22 2
p1
p2
(z2
z1 ) g
校Re
u
u0
d0 d
2
3.0
78 150
2
0.806(m /
s)
Re
du
0.15 0.806880 0.67 103
1.59105
8 104
∴ 假设正确
V4d02u00.785 0.0782
3.0
0.01423(m3 / s) 51.2m3 / h
回目录页
2 Rg ( 0
)
4
d02
关于Co：
C0
f
(Re,
A0 ) A
当Re>Rec（限度Re）时
Co与Re无关，只和 A0 有关 A
设计都使Re>Rec
∴用孔板流量计测量时，先设Re＞Rec，由 A0 查Co
毕托管测速试验[参考]
![毕托管测速试验[参考]](https://img.taocdn.com/s3/m/88f5940dfe00bed5b9f3f90f76c66137ee064f17.png)
毕托管测速实验一、目的和要求1．通过对管嘴淹没出流的点流速和点流速系数的测量，掌握用Pitot 管测量点流速的技能；2．了解Prandtl 型Pitot 管的构造和实用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。
二、实验原理根据Bernoulli 方程，Pitot 管所测点的速度表达式为：h k h g c u ∆=∆=2 其中，u ——Pitot 管测点的流速；c ——Pitot 管的校正系数，取c=1.0（一般c=1±1‰）；g c k 2=；△h ——Pitot管的总水头与静压水头差。
又根据Bernoulli 方程，从孔口出流计算测点的速度表达式为：H g u ∆'=2ϕ其中，u ——测点的速度，由Pitot 管测定；△H ——管嘴的作用水头，由测压管1和2号管的水位差确定；ϕ'——测点流速系数，上两式相比可得：H h c ∆∆='ϕ （一般ϕ'=0.996±1‰）三、实验装置1．实验装置如图1所示图1 毕托管实验装置图1自循环供水器；2实验台；3可控硅无级调速器；4水位调节阀；5恒压水箱；6管嘴；7毕托管；8尾水箱与导轨；9测压管；10测压计；11滑动测量尺；12上回水管2．装置使用说明a ．Pitot管7在导轨8上可以上下、左右移动，调整测点的位置；b．测压管9，其中1和2号管用以测量高、低水箱水位差，3和4号管用以测量Pitot 管的总水头和静水头；c.．水位调节阀用以改变测点流速的大小；四、实验步骤1．准备a．熟悉实验装置各部分名称和作用,分解Pitot管，搞清其构造和原理；b．用医塑管将高、低水箱的测压点分别与测压管9中的1和2号管相连通；c．将Pitot管对准管嘴，距离管嘴出口处约2～3cm（轴向偏差小于10度），上紧固定螺丝；d．记录有关常数；2．开启水泵顺时针打开调速器开关3，将供水流量调节到最大；3．排气待上、下游水箱溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除Pitot管及各连通管中的气体。
毕托管实验报告
福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心学生实验报告工程流体力学实验题目：实验项目1：毕托管测速实验姓名：卞明勇学号：051001501 组别：1 实验指导教师姓名：艾翠玲同组成员：陈承杰陈思颖陈彦任戴晓斯2012年1月8日实验一毕托管测速实验一、实验目的要求：1．通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用测压管测量点流速的技术和使用方法。
2．通过对毕托管的构造和适用性的了解及其测量精度的检验，进一步明确水力学量测仪器的现实作用。
3.通过对管口的流速测量，从而分析管口淹没出流，流线的分布规律。
二、实验成果及要求三、实验分析与讨论1．利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？答：若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。
排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净。
2．毕托管的压头差δh和管嘴上、下游水位差δh之间的大小关系怎样？为什么？答：由于且即一般毕托管校正系数c=11‰（与仪器制作精度有关）。
喇叭型进口的管嘴出流，其中心点的点流速系数=0.9961‰。
所以。
3．所测的流速系数??说明了什么？答：若管嘴出流的作用水头为速v，则有，流量为q，管嘴的过水断面积为a，相对管嘴平均流称作管嘴流速系数。
若相对点流速而言，由管嘴出流的某流线的能量方程，可得式中：为流管在某一流段上的损失系数；为点流速系数。
本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995，表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失，但甚微。
实验结论：表格中我们可以得出：1,。
测点流速系数在轴线上时最大，为0.99，在轴线两边时流速系数较小为0.30，且几乎呈对称分布，通过对比毕托管在管轴线上不同位置得出的。
2. 测点流速在阀门半开，全开，全闭时流速不同，（全开时最大，半开次之，全闭最小），但流速系数几乎不变，说明流速系数不由流量大小决定。
4 毕托管测速实验
毕托管测速实验一、实验目的和要求１．通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能；２．了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。
毕托管测速实验装置图1. 自循环供水器2. 实验台3. 可控硅无级调速器4. 水位调节阀5. 恒压供水箱6. 管嘴7.毕托管8. 尾水箱与导轨9. 测压管10. 测压计11. 滑动测量尺12.上回水管二、实验原理(4.1)式中：u －毕托管测点处的点流速；c －毕托管的校正系数；－毕托管全压水头与静水压头差。
(4 . 2)联解上两式可得(4 .3)式中：u －测点处流速，由毕托管测定；－测点流速系数；－管嘴的作用水头。
三、实验方法与步骤１．准备：（1）熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原理。
（2）用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管１、２相连通。
（3）将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约２～３ｃｍ，上紧固定螺丝。
２．开启水泵：顺时针打开调速器开关３，将流量调节到最大。
３．排气：待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽，必须重新排气。
４．测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。
５．改变流速：操作调节阀４并相应调节调速器３，使溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速。
改变流速后，按上述方法重复测量。
６．完成下述实验项目：（1）分别沿垂向和沿流向改变测点的位置，观察管嘴淹没射流的流速分布；（2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在６～１０倍以内时，误差在２～５％以上，不宜使用。
试将毕托管头部伸入到管嘴中，予以验证。
７．实验结束时，按上述３的方法检查毕托管比压计是否齐平。
四、实验分析与讨论问题1.利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？参考答案:毕托管、测压管及其连通管只有充满被测液体，即满足连续条件，才有可能测得真值，否则如果其中夹有气柱，就会使测压失真，从而造成误差。
流速和流量的测定
优点：读取流量方便，测量精度高，能量损失很小，测量 范围宽，可用于腐蚀性流体的测量，流量计前后无须保留 稳定段。 缺点：流量计管壁大多为玻璃制品，不能经受高温和高压， 一般不能超过120℃和392~490kPa，在安装使用过程中也容 易破碎，且要求垂直安装。
qv1
qv2
转子流量计
P V f g( f ) Af
当用固定的转子流量计测量某流体的流量时，式中Vf 、 Af 、f 、均为定值，所以Δp亦为恒定，与流量大小无关 当转子稳定于某位置时，环隙面积为固定值，因此， 流体流经环隙的流量与压力差的关系可借流体通过孔板 流量计锐孔的情形进行描述，即
毕托管与点速度
2 R( ) g
umax
例1-19解题思路
u qm u Re max umax umax
2 gR
0
T0 P T P0
孔板流量计
利用孔板两侧压力差测定流体的流量
分析处理方法：
1.按=0处理 2.考虑≠0的情况 3.考虑取压方法的影响
2
d0
A0
A1
d 1 0.3 0.15 0.082m
A0
4
d0 0.785 0.0822 0.00528m 2
2
由式（1-71a）可求得最大流量的压差计读数Rmax为
Rmax q v max
2
2 2 C0 A0 2 g
空气流动的流体力学原理—压强、流速和流量的测定
管道风速和风量的测定
风速和风量测定一般用到以下仪器设备：
1.毕托管
2.U型压力计
3.橡胶管
4.卷尺或钢尺
5.胶带
6.记号笔
1.确定测定截面和测点；
2.在毕托管上标注测点位置；
3.准备U型压力计；
4.逐点测定动压；
5.记录数值与计算
1.确定测定截面和测点
管径/mm
130
130-200
200-450
450-650
环数
1
2
3
4
（1）用卷尺或钢尺测量管道直径；
1
0.707R
0.5R
0.409R
0.354R
（2）根据下表确定环数和测点。
2
0.707R
0.5R
0.409R
0.354R
2.在毕托管上标注测点
3
0.866R
0.707R
0.612R
4
0.866R
0.707R
H d 2 ~ H dn ) 2
n2
在测定动压时，有时会碰到某些测点的读数出现零值或负值的情况，
这是由于气流很不稳定而出现旋涡所产生的。在上式计算平均动压时，应
将负值当作零计算，测点数n仍包括该测点在内。
习题讲解：
7、计算1200m高空大气的空气重度（假设空气等温变化）
解释：
大气压力：海拔高度每升高1000 m，相对大气压力大约降低12%；
的性能曲线和风网的特性曲线画在同一个坐标图上，两条曲线的交点。
二、离心式通风机的工作点
✓
P H
R1
R
A1
A
PA (H )
A
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毕托管测流速流量
实
验
指
导
书
深圳大学土木工程学院
2011.05
毕托管测流速流量
实验指导书
一、实验目的
1、了解毕托管测速的构造和测速原理，掌握用毕托管测量流速的方法。
2、测定管嘴淹没出流的测点流速和流速系数。
二、实验装置（见图1）
经淹没管嘴将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。
测压计的测压管用以测量高、低水箱位置水头，以及测量测点的总水头和测压管水头，水位调节阀用以改变测点的流速水头。
图 1
三、实验原理
1毕托管测试公式：
(1)
2g △h C
=u
式中：u —毕托管测点处的点流速 C —毕托管的校正系数
h —毕托管总水头与测压管水头差 2管嘴出流测速公式：
u=Φ2g△H(2)
式中：u—测点处流速，由毕托管测定
Ф—测点流速系数
❒H—管嘴的作用水头
四、实验方法与步骤
1、准备：
（A）熟悉实验装置各部分名称、作用性能和毕托管的构造特征、实验原理；
（B）用软胶管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管相连通；
（C）将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约2～3㎝，上紧固定螺丝。
2、开启水泵：将流量调节到最大处。
3、排气：待上、下游溢流后用吸气球放在测压管口部抽吸，排除毕托管及连通管中的气体，待其中气体全部排除干净后，方可开始下步实验。
4、测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。
5、改变流速：操作调节阀，并，并相应调节水阀，使溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速。
改变流速后，按上述方法重复测量。
6、完成下述实验项目（要求边实验、边观察分析）：
（1）分别沿垂向和纵向改变测点位置，观察管嘴淹没射流的流速分布；
（2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在6～10倍以内，误差在（2～5）%以上，不宜使用。
试将毕托管头部伸入到管嘴中予以验证。
7、实验结束时，检查毕托管及联通管中是否有气体。
若有，则需要重新开始实验。
五、实验报告及成果要求
实验记录及计算（见参考表格）
六、讨论题
1、利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验是否羊净？
2、毕托管的动压头❒h和上、下游水位差❒H之间的大小关系怎样？为什么
3、你所测出的流速系数Ф说明了什么？
4、分别沿垂向和纵向改变测点的位置时，管嘴淹没射流的流速分布如何？
实验次序上.下游水位差
(cm)
毕托管水头差
(cm)
测点流速
u=k
△h
(cm/s)
测点流速系数
△h/△H
C
=
Φ
h1h2△H h3h4△h
1 2 3 4
实验次序毕托管水头差(cm)
△h
h4
h3△h
k
测点流速
=
u
垂向纵向1 1 2
2 3 3 4 4。