畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)

1、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)內(nèi)部編號(hào)：(YUUT-TBBYMMUTURRUYUOOY-DBUYI0128)（四）畢 托 管 測(cè) 速 實(shí) 驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?. 通過對(duì)管嘴淹沒出流點(diǎn)流速及點(diǎn)流速系數(shù)的測(cè)量，掌握用畢托管測(cè)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(cè)精度，進(jìn)一步明確傳 統(tǒng)流體力學(xué)量測(cè)儀器的現(xiàn)實(shí)作用。二、實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示。圖畢托管實(shí)驗(yàn)裝置圖1自循環(huán)供水器；2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)；3.可控硅無級(jí)調(diào)速器；4.水位調(diào)節(jié)閥；5.恒壓 水箱；6.管嘴7.畢托管；8.尾水箱與導(dǎo)軌；9.測(cè)壓管；10.測(cè)壓計(jì)；11.滑動(dòng)測(cè)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

2、差的位能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，并用畢托管測(cè)出其點(diǎn)流 速值。測(cè)壓計(jì)10的測(cè)壓管1、2用以測(cè)量低水箱位置水頭，測(cè)壓管3、4用以測(cè)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(cè)點(diǎn)的流速大小。圖畢托管結(jié)構(gòu)示意圖三、實(shí)驗(yàn)原理圖畢托管測(cè)速原理圖k = Cy2g（）式中：“ 一一畢托管測(cè)點(diǎn)處的點(diǎn)流速；C一一畢托管的校正系數(shù)；從一畢托管全壓水頭與靜水壓頭差。u = 0j2gAH（）聯(lián)解上兩式可得0 = cVA/7/AH（）式中：“ 一一測(cè)點(diǎn)處流速，由畢托管測(cè)定；0一測(cè)點(diǎn)流速系數(shù)；AH一一管嘴的作用水頭。四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1、準(zhǔn)備 ）熟悉實(shí)驗(yàn)裝置各部分名稱、作用性能，搞清構(gòu)造特征、實(shí)驗(yàn)原 理。（）用醫(yī)塑管將上、下

3、游水箱的測(cè)點(diǎn)分別與測(cè)壓計(jì)中的測(cè)管1、2相連通。（c） 將畢托管對(duì)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(cè)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(cè)壓計(jì)液面 是否齊平，液面不齊平可能是空氣沒有排盡，必須重新排氣。4、測(cè)記各有關(guān)常數(shù)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)，填入實(shí)驗(yàn)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(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(cè)量。6、完成下述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：（1）分別沿垂向和沿流向改變測(cè)點(diǎn)的位

4、置，觀察管嘴淹沒射流的流速分布；（2）在有壓管道測(cè)量中，管道直徑相對(duì)畢托管的直徑在610倍以內(nèi)時(shí)，誤 差在25%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、實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，按上述3的方法檢查畢托管比壓計(jì)是否齊平。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及要求實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)NO.校正系數(shù)c二，244. 27實(shí)驗(yàn)記錄表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)上、下游水位計(jì)畢托管測(cè)壓計(jì)測(cè)點(diǎn)流速 (cm/s)測(cè)點(diǎn)流速 系數(shù)hl(cm)h2(cm)cm)h3(cm)h4(cm)hcm)1212373456789畫出管嘴淹沒射流速度分布如圖:有圖可看出，成拋物線分布，結(jié)果準(zhǔn)確。六、實(shí)驗(yàn)分析與討論1. 利用測(cè)壓管測(cè)量點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，為什么要排氣怎樣檢驗(yàn)排凈與否畢

5、托管、測(cè)壓管及其連通管只有充滿被測(cè)液體，即滿足連續(xù)條件，才有可能 測(cè)得真值，否則如果其中夾有氣柱，就會(huì)使測(cè)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(duì)于非堵塞性氣泡，雖不產(chǎn)生誤差，但若不排除，實(shí)驗(yàn)過程中很可能變成堵塞性氣柱而影響量測(cè)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(cè)壓管液面是否齊平。如果氣體已排凈，不管怎樣 抖動(dòng)塑料連通管，兩測(cè)管液面恒齊平。2. 畢托管的壓頭差A(yù)力和管嘴上下游水位差A(yù) H之間的大小關(guān)系怎樣為什么卜h大于卜H,本實(shí)驗(yàn)在管嘴淹沒出流的軸心處測(cè)得過程中有能量損失，但其微。3. 所測(cè)的流速系數(shù)'說明了什么實(shí)驗(yàn)存在一定

6、的誤差，但誤差很小。4. 據(jù)激光測(cè)速儀檢測(cè)，距孔口2-3 M心處，其點(diǎn)流速系數(shù)'為，試問本實(shí)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(cè)速儀測(cè)得的流速為真值u,則有'為，而畢托管測(cè)得的該點(diǎn)流速為5. 精度還行，則欲率定畢托管的修正系數(shù)，則可令C二二。5. 普朗特畢托管的測(cè)速范圍為-2也s,流速過小過大都不宜采用，為什么另測(cè)速 時(shí)要求探頭對(duì)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(cè)流速過大過小都會(huì)引起較大的實(shí)測(cè)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(huì)出現(xiàn)局部分離現(xiàn)象，從而使靜壓孔測(cè)得的壓強(qiáng)偏低而造成 誤差。（2

7、）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(huì)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，仍然常用畢托管這一傳統(tǒng)的流體測(cè) 速儀器畢托管測(cè)速原理是能量守恒定律，容易理解。而畢托管經(jīng)長(zhǎng)期應(yīng)用，不斷改進(jìn)， 己十分完善。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)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(cè)量（其測(cè)量氣體的流速可達(dá)60m/s）。光、聲、電 的測(cè)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)復(fù)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。尤其是傳感器與電器在信號(hào)接收與放 大處理過程中，有否失真，或者隨使用時(shí)間的長(zhǎng)短，環(huán)