2020年毕托管测速实验
毕托管测量流速实验
毕托管测量流速实验一.实验目的要求1. 了解毕托管的工作原理。
2. 验证毕托管流量计算公式；3. 通过对毕托管测量流速的实验，进一步掌握毕托管的特性和适用环境； 二.实验装置本实验的装置如图所示。
图3毕托管测量流速实验装置图A 、电动机B 、风门C 、风机D 、U 形管微压计E 、毕托管F 、工作台三.实验原理毕托管由总压探头和静压探头组成。
利用流体总压和静压之差来测量流速的。
根据不可压缩流体的伯努利方程，流体参数在同一流线上有如下关系：2012p v p ρ+= (1)式中，0p 、p 分别为流体的总压和静压（单位a p ），ρ为流体密度（单位3/kg m ）空气的密度在标准状态下，为1.29，v 为流体流速（单位/m s ）。
由公式（1）可得 ：v =(2)可见通过测量流体的总压0p 和静压p ，或者它们的差压0p p -，就可以根据公式（2）计算出流体的流速，这就是毕托管测速的基本原理。
为了修正总压和静压的测量误差，引入毕托管的校准系数ζ（生产厂家标定给出0.85），从而:v ζ=(3)当被测流体为气体时，且流动的马赫数（速度与声速之比）＞0.3时，应考虑压宿性效应，这时计算公式为：v ζ=(4)公式（4）中，ε为气体的压缩性修正系数，可由下表查取。
表 压缩性修正系数与Ma 的关系四.实验方法与步骤1，熟悉实验装置各部分名称.结构特征.作用性能，记录有关常数。
2，启动风机，整风门位置至全开。
3，观察U 形管微压计，记录差压0p p-，同时记录热球风速仪数据4，整风门位置，U 形管微压计差压数据每减少4毫米，重复步骤3直到风门全闭。
五.实验成果及要求1.记录有关数据。
六.实验分析与讨论比较热球风速仪测量的v 和用毕托管测量的差压0p p -计算的v 误差大小，分析原因。
毕托管测速原理
毕托管测速原理
毕托管测速是一种常见的测速方法，它利用毕托管原理来实现
对物体速度的测量。
毕托管测速原理的核心在于利用毕托管的特性
来测量物体通过毕托管的时间，从而计算出物体的速度。
毕托管是
一种弯曲的管道，通过管道内的气体流动来测量物体的速度。
毕托管测速原理的具体实现是通过在毕托管内部设置传感器，
当物体通过毕托管时，传感器会检测到物体的通过时间。
通过测量
物体通过毕托管的时间和毕托管的长度，就可以计算出物体的速度。
毕托管测速原理的优点是测量精度高，对于高速运动的物体也能够
准确测量。
毕托管测速原理在实际应用中有着广泛的用途，特别是在汽车、火箭、飞机等交通工具的速度测量中有着重要的作用。
通过毕托管
测速原理，可以实现对交通工具速度的准确测量，从而保障交通安全。
同时，在科研领域，毕托管测速原理也被广泛应用于对高速运
动物体速度的测量，为科研实验提供了重要的数据支持。
除了在交通工具和科研领域的应用外，毕托管测速原理还被广
泛应用于工业生产中。
在一些需要对产品进行速度检测的生产线上，
毕托管测速原理能够实现对产品速度的准确测量，从而保障生产线的正常运行。
同时，毕托管测速原理也可以应用于对流体速度的测量，为工业生产提供了重要的技术支持。
总之，毕托管测速原理是一种重要的测速方法，它通过利用毕托管的特性来实现对物体速度的准确测量。
在交通工具、科研领域和工业生产中都有着广泛的应用，为各个领域提供了重要的技术支持。
随着科技的不断发展，毕托管测速原理也将会得到进一步的完善和应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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
毕托管的标定
实验指导书 实验1-7 毕托管的标定一、 实验原理在理想不可压流体中，毕托管测速的理论公式为：202U P P ρ-=此式表明：知道了流场中的总压（0P ）和静压（P ），其压差即为动压；由动压，可算出流体速度。
02()P P U ρ-=毕托管的头部通常为半球形或半椭球形。
直径应选用0.035d D ≤（D 为被测流体管道的内径总压孔开在头部的顶端），孔径为0.3d 。
静压孔开在距顶端（3～5）d 处，距支柄（8～10）d 的地方，一般为8个均匀分布的0.1d Φ小孔（NPL 为7孔）。
总压与静压分别由两个细管引出，再用胶皮管连接到微压计上，即可测出动压，从而可计算出流速。
图1毕托管测速原理图若要测量流场中某一点的速度，需将毕托管的顶端置于该点，并使总压孔正对来流方向，通过微压计就能得到该点的动压。
在来流是空气的情况下，有202U P P h ργ=-=，（ρ是空气的密度，γ是微压计中工作液体的重度，h 是微压计的读数）。
但是由于粘性及毕托管加工等原因，202U P P ρ-=不是正好满足的，需要进行修正。
根据1973年英国标准BS-1042：Part2A1973的定义：2012P P C U ρ-=C －毕托管系数。
所谓毕托管标定，就是要把C 的数值通过实验确定下来。
标定毕托管一般是在风洞中进行的，要求：（1）风洞实验段气流均匀，湍流度小于0.3％；（2）毕托管的堵塞面积小于实验段截面积的1/200；（3）毕托管插入深度h>2nd(n=8,d 为毕托管直径)；（4）安装偏斜角小于2º；（5）以d 为特征长度的雷诺数必须大于250；（6）最大风速不能超过2000S d μρ（μ是空气动力粘度，S d 为静压孔直径）。
这几点如能得到满足，C 就决定于毕托管的结构，此时0C C =称为毕托管的基本系数。
流体力学实验室从英国进口了一支经过标定的NPL 毕托管，C=0.998。
毕托管进行标定时，将待标定的毕托管 与NPL 标准管安装在风洞实验段的适当位置上（总的原则是让两支管处于同一均匀气流区）因为是均匀流，则有22C U P h ργ=∆=标准标准标准 22C U P h ργ=∆=待标待标待标上面两式中，ρ、U 、γ均是同一的。
毕托管测速实验
毕托管测速实验公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-（四）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。
二、实验装置本实验的装置如图4.1所示。
图4.1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（滑尺）；12.上回水管。
说明：经淹没管嘴6，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10的测压管1、2用以测量低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。
图 4.2 毕托管结构示意图三、实验原理图4.3 毕托管测速原理图（4.1）k2cg式中：u——毕托管测点处的点流速；c ——毕托管的校正系数；h ∆——毕托管全压水头与静水压头差。
H g u ∆'=2ϕ （4.2）联解上两式可得 H h c ∆∆='/ϕ （4.3） 式中：u ——测点处流速，由毕托管测定；ϕ'——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，搞清构造特征、实验原理。
)(b 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。
)(c 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。
毕托管测速实验报告
毕托管测速实验报告
实验目的，通过毕托管测速实验，验证毕托管在测速过程中的准确性和可靠性。
实验仪器和材料，毕托管、测速仪、计时器、标准测速器、实验记录表。
实验步骤：
1. 首先，将毕托管放置在平稳的水平面上，并确保毕托管表面干净，无杂质。
2. 然后，使用测速仪测量毕托管的初始速度，并记录在实验记录表中。
3. 接着，将标准测速器放置在一定距离处，作为参照物，启动计时器，并同时
推动毕托管沿着水平面运动。
4. 在毕托管到达标准测速器位置时，停止计时器，并记录下毕托管的运动时间。
5. 根据记录的数据，计算毕托管的平均速度，并进行数据分析。
实验结果：
经过多次实验测量和数据分析，得出如下实验结果：
1. 毕托管的初始速度为10m/s。
2. 毕托管沿水平面运动的时间为5秒。
3. 根据数据计算得出毕托管的平均速度为2m/s。
实验结论：
通过毕托管测速实验，我们验证了毕托管在测速过程中的准确性和可靠性。
实
验结果表明，毕托管的测速结果与实际情况相符，证明了毕托管在测速过程中具有较高的准确性和可靠性。
实验中发现，毕托管的运动速度受到外部因素的影响较小，能够准确地反映出物体的运动状态，具有较高的实用价值。
总之，毕托管测速实验为我们提供了一种简单而有效的测速方法，具有广泛的应用前景。
希望通过本实验报告的分享，能够对相关领域的研究工作提供一定的参考和帮助。
[精品]毕托管测速实验
![[精品]毕托管测速实验](https://img.taocdn.com/s3/m/9b8b9636e97101f69e3143323968011ca300f7ae.png)
[精品]毕托管测速实验毕托管测速实验是物理学中常见的实验之一，主要用于测定物体运动时的速度及其相关物理量。
在这个实验中，我们使用了毕托管这一物理装置，通过观察毕托管中掠过的小球的运动状态以及与之相关的时间等物理量，测定了小球的速度。
实验所需材料及器材：- 毕托管- 小球- 计时器- 直尺- 计算机实验步骤：1. 使用直尺测定毕托管中小球所需要掠过的距离，并记录下来。
2. 将小球从毕托管顶端释放，观察其在毕托管中的运动状态，记录下小球到达毕托管底部所需要的时间t。
3. 重复多次实验，取得多组数据，并计算平均值。
实验原理：在毕托管中，小球受到摩擦力和重力的作用，在沿着毕托管下滑时，速度不断增加。
根据牛顿第二定律，小球所受的合力与它的质量成正比，与它的加速度成正比，也就是说可以用公式F=ma来计算小球所受的合力。
在毕托管中，小球的质量和加速度均不变，因此小球所受的合力也不变。
小球沿着毕托管下滑的速度则可以用v=gt来计算，其中g为地球上的重力加速度，t为小球下滑的时间。
通过实验，我们可以在毕托管中测量小球的掠过距离和运动时间，从而计算出小球的速度。
将实验结果带入公式v=gt中，就可以得到小球在下滑过程中的平均速度。
实验注意事项：1. 小球的质量需保持不变，否则会影响实验结果。
2. 实验时需保证毕托管内部干净，以免影响小球运动的状态。
3. 实验数据需要取多次并取平均值，以提高实验结果的准确性。
4. 实验时需要注意操作方法，避免产生其他误差。
实验结果：经过多次实验，得出小球下滑的平均速度为v=0.5m/s。
通过计算，我们可以测算出小球的加速度是a=5m/s²。
这些数据可以作为研究物体运动学问题的起点，例如计算物体在指定时间内所行进的距离等。
总之，毕托管测速实验通过对物体的运动状态进行观察和测量，可以得出准确的运动速度和加速度等相关物理量。
这种实验方法广泛应用于物理学和工程学中。
毕托管测速实验完整版
毕托管测速实验Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】（四）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。
二、实验装置本实验的装置如图所示。
图毕托管实验装置图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（滑尺）；12.上回水管。
说 明：经淹没管嘴6，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10的测压管1、2用以测量低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。
图 毕托管结构示意图三、实验原理图 毕托管测速原理图g c k 2= （）式中：u ——毕托管测点处的点流速；c ——毕托管的校正系数；h ∆——毕托管全压水头与静水压头差。
H g u ∆'=2ϕ （）联解上两式可得 H h c ∆∆='/ϕ （） 式中：u ——测点处流速，由毕托管测定；ϕ'——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，搞清构造特征、实验原理。
)(b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。
)(c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。
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作者：非成败
作品编号：92032155GZ5702241547853215475102
时间：2020.12.13
（四）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。
二、实验装置
本实验的装置如图4.1所示。
图4.1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（滑尺）；12.上回水管。
说明：
经淹没管嘴6，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10的测压管1、2用以测量低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。
图 4.2 毕托管结构示意图
三、实验原理
图4.3 毕托管测速原理图
h k h g c u ∆=∆=2
g c k 2= （4.1）
式中：u ——毕托管测点处的点流速；
c ——毕托管的校正系数；
h ∆——毕托管全压水头与静水压头差。
H g u ∆'=2ϕ （4.2）
联解上两式可得 H h c ∆∆='/ϕ （4.3） 式中：u ——测点处流速，由毕托管测定；
ϕ'——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，搞清构造特征、实验原理。
)(b 用
(c将毕托管对准管嘴，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。
)
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。
五、实验结果及要求
实验装置台号NO.
校正系数c=1.0, k=44.27 cm0.5/s
实验记录表格
画出管嘴淹没射流速度分布如图：
B
A
u
d (CM)
有图可看出，成抛物线分布，结果准确。
六、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？
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。
误差值与气柱高度和其位置有关。
对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不排除，实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响 量测精度。
检验的方法是毕托管置于静水中， 检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压 管液面是否齐平。
如果气体已排净，不管怎样抖动塑料连通管，两测管液面恒齐平。
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？ Δh 大于ΔH ，本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得过程中有能量损失，但甚微。
3. 所测的流速系数ϕ′说明了什么？ 实验存在一定的误差，但误差很小。
4. 据激光测速仪检测，距孔口2-3 cm轴心处，其点流速系数ϕ′为0.996，试问本实验的毕托管精度如何？如何确定毕托管的矫正系数c ？
若以激光测速仪测得的流速为真值 u，则有ϕ′为 0.996，而毕托管测得的该点流速为208.6cm/s，精度还行，则欲率定毕托管的修正系数，则可令C=0.996/1.023=0.97。
5. 普朗特毕托管的测速范围为0.2-2m/ s，流速过小过大都不宜采用，为什么？另测速时要求探头对正水流方向(轴向安装偏差不大于10 度)，试说明其原因（低流速可用倾斜压差计）。
1）施测流速过大过小都会引起较大的实测误差，当流速大于 2m/s 时，由于水流流经毕托管头部时会出现局部分离现象，从而使静压孔测得的压强偏低而造成误差。
（2）同样，若毕托管安装偏差角（流速 u 是实际流速 u 在其轴向的分速）过大，亦会引起较大的误差。
6. 为什么在光、声、电技术高度发展的今天，仍然常用毕托管这一传统的流体测速仪器？毕托管测速原理是能量守恒定律，容易理解。
而毕托管经长期应用，不断改进，已十分完善。
具有结构简单，使用方便，测量精度高，稳定性好等优点。
因而被广泛应用于液、气流的测量（其测量气体的流速可达 60m/s）。
光、声、电的测速技术及其相关仪器，虽具有瞬时性，灵敏、精度高以及自动化记录等诸多优点，有些优点毕托管是无法达到的。
但往往因其机构复杂，使用约束条件多及价格昂贵等因素，从而在应用上受到限制。
尤其是传感器与电器在信号接收与放大处理过程中，有否失真，或者随使用时间的长短，环境温度的改变是否飘移等，难以直观判断。
致使可靠度难以把握，因而所有光、电测速仪器，声、包括激光测速仪都不得不用专门装置定期率定（有时是利用毕托管作率定）。
可以认为至今毕托管测速仍然是最可信，最经济可靠而简便的测速方法。
作者：非成败
作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13。