4畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)

1、畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笸ㄟ^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。畢托管測(cè)速實(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恒壓供水箱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12.上回水管二、實(shí)驗(yàn)原理(4.1)式中：u畢托管測(cè)點(diǎn)處的點(diǎn)流速;c畢托管的校正系數(shù)；M畢托管全壓水頭與靜水壓頭差。(4.2)聯(lián)解上兩式可得(4.3)式中：u測(cè)點(diǎn)處流速，由畢托管測(cè)定；測(cè)點(diǎn)流速系數(shù)；管嘴的作用水頭。三、實(shí)驗(yàn)方法與步驟準(zhǔn)

2、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。將畢托管對(duì)準(zhǔn)管嘴，距離管嘴出口處約23cm,上緊固定螺絲。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。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。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。完成

3、下述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：分別沿垂向和沿流向改變測(cè)點(diǎn)的位置，觀察管嘴淹沒射流的流速分布；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。四、實(shí)驗(yàn)分析與討論問題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？參考答案：畢托管、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

4、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。問題2畢托管的動(dòng)壓頭和管嘴上、下游水位差之間的大小關(guān)系怎樣？為什么？參考答案：由于且即一般畢托管校正系數(shù)c=ll%。（與儀器制作精度有關(guān)）。喇叭型進(jìn)口的管嘴出流，其中心點(diǎn)的點(diǎn)流速系數(shù)=0.9961%。所以。本實(shí)驗(yàn)。問題3所測(cè)的流速系數(shù)說明了什么？參考答案：若管嘴出流的作用水頭為，流量為Q,管嘴的過水?dāng)嗝娣e為A,相對(duì)管嘴平均流速v，則有稱作管嘴流速系數(shù)。若相對(duì)點(diǎn)流速而言，由管嘴出流的某流線的能量方程，可得式中：為流管在某一流段上的損失系數(shù)；為點(diǎn)流速系

5、數(shù)。本實(shí)驗(yàn)在管嘴淹沒出流的軸心處測(cè)得訶=0.995,表明管嘴軸心處的水流由勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的過程中有能量損失，但甚微。問題4據(jù)激光測(cè)速儀檢測(cè)，距孔口23cm軸心處，其點(diǎn)流速系數(shù)為0.996，試問本實(shí)驗(yàn)的畢托管精度如何？如何率定畢托管的修正系數(shù)c?參考答案：若以激光測(cè)速儀測(cè)得的流速為真值u則有而畢托管測(cè)得的該點(diǎn)流速為203.46cm/s，則=0.2%。欲率定畢托管的修正系數(shù)，則可令本例：?jiǎn)栴}5普朗特畢托管的測(cè)速范圍為0.22m/s,軸向安裝偏差要求不應(yīng)大于10度,試說明原因。(低流速可用傾斜壓差)。參考答案：(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u小于0.2m/s時(shí)，畢托管測(cè)得的壓差

6、亦有若用30傾斜壓差計(jì)測(cè)量此壓差值，因傾斜壓差計(jì)的讀數(shù)值差為那么當(dāng)有0.5mm的判讀誤差時(shí)，流速的相對(duì)誤差可達(dá)6%。而當(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)同樣，若畢托管安裝偏差角()過大，亦會(huì)引起較大的誤差。因畢托管測(cè)得的流速u是實(shí)際流速u在其軸向的分速則相應(yīng)所測(cè)流速誤差為W2/cOScsE=1COSCE若10,則問題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？參考答案：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)，已十分完善。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)境溫度的改