風(fēng)速管標(biāo)定實(shí)驗(yàn)

PAGE3NUMPAGES4PAGE3《風(fēng)速管標(biāo)定實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)空氣動(dòng)力學(xué)與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室2007年6月

風(fēng)速管標(biāo)定實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅和ㄟ^(guò)對(duì)風(fēng)速管的校測(cè)實(shí)驗(yàn)掌握畢托管測(cè)速的基本原理，以及風(fēng)速管的基本結(jié)構(gòu)。了解校測(cè)工作的基本步驟、方法和掌握應(yīng)用誤差理論進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法(例如，偶然誤差、系統(tǒng)誤差的特性及其處理方法)。二．風(fēng)速管測(cè)速原理及其標(biāo)定：1．風(fēng)速管結(jié)構(gòu)及測(cè)速原理：風(fēng)速管亦稱畢托管，圖1-1是畢托管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化原理圖。由圖中可以看到，在畢托管頭部的頂端，迎著來(lái)流開(kāi)有一個(gè)小孔M，稱為總壓孔。在畢托管頭部靠下游的地方，環(huán)繞管壁的側(cè)面又開(kāi)了多個(gè)小孔N，稱為靜壓孔。小孔M和小孔N分別通過(guò)兩條互不相通的管路與微差壓計(jì)的兩端相連。這兩條通路中的流體雖然都處于靜止?fàn)顟B(tài)，但它們傳到微差壓計(jì)兩端的壓力是不相等的。微差壓計(jì)中將出現(xiàn)壓差指示，如圖1-1中U形管內(nèi)的液位高差△H所示。假設(shè)U形管內(nèi)的液體重度為，則氣流的動(dòng)壓P0—P=△H。根據(jù)理想不可壓縮流體的伯努利方程有以下關(guān)系式：（1-1）式中ρ是流體的密度。由此得（1-2）這就是畢托管測(cè)速的理論公式。2．風(fēng)速管的標(biāo)定：一只風(fēng)速管盡管經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和制造，但仍有一些難于避免的因素影響風(fēng)速管測(cè)得準(zhǔn)確的動(dòng)壓值。因?yàn)榭倝簢?yán)格說(shuō)應(yīng)是駐點(diǎn)處的壓力，而總壓孔占有一定面積，所以測(cè)出的總壓是駐點(diǎn)附近的平均總壓。另外靜壓孔附近的流體壓力要受到測(cè)速管前端和桿柄的影響，亦難測(cè)準(zhǔn)。因此對(duì)于精確測(cè)量來(lái)說(shuō)，一只畢托管在使用之前，需要經(jīng)過(guò)標(biāo)定（校正）。通常引入標(biāo)定系數(shù)，標(biāo)定后的關(guān)系式如下：根據(jù)風(fēng)速管的理論公式，則式（1-1）和（1-2）可寫(xiě)為：（1-3）式中：——流體的密度；——畢托管標(biāo)定系數(shù)，數(shù)值接近1。三．實(shí)驗(yàn)方法：本實(shí)驗(yàn)是采用對(duì)比法來(lái)標(biāo)定風(fēng)速管，就是將一已知值的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速管與待標(biāo)定風(fēng)速管同置于一流場(chǎng)中，進(jìn)行對(duì)比測(cè)速算出待校風(fēng)速管的標(biāo)定系數(shù)c。待校風(fēng)速管的速度計(jì)算式為：（1-4）使式（1-3）和式（1-4）相等，得（1-5）四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備：D-1開(kāi)口式風(fēng)洞、標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速管和標(biāo)準(zhǔn)普朗特微壓計(jì)、待標(biāo)定風(fēng)速管和普朗特微壓計(jì)。在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段，分別把已知值的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速管和待校風(fēng)速管裝在實(shí)驗(yàn)段的射流核心區(qū)。標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速管和待校風(fēng)速管分別與普朗特微壓計(jì)相連。五．實(shí)驗(yàn)步驟：安裝風(fēng)速管，使標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速管和待校風(fēng)速管都準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)來(lái)流方向，并使處于實(shí)驗(yàn)段的同一截面上。分別讀取標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速管和待校風(fēng)速管所連接的普朗特微壓計(jì)的初讀數(shù)。通過(guò)微壓計(jì)的反射鏡看到上下兩個(gè)半圓恰好相切時(shí)，讀取游標(biāo)尺上的高度值。開(kāi)啟風(fēng)洞，使風(fēng)速由小到大，測(cè)取若干個(gè)酒精柱高度值數(shù)據(jù)。亦可將兩個(gè)風(fēng)速管的靜壓管用一個(gè)三通管連接起來(lái)，用嘴輕吸三通管，待兩個(gè)風(fēng)速管所連接的普朗特微壓計(jì)的讀數(shù)上升約200mm酒精柱高度停止。而后用手指堵住三通管，分若干次放開(kāi)手，每放開(kāi)一次，就測(cè)取一對(duì)酒精柱高度數(shù)據(jù)。六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：1．溫度t=℃；當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮築=MB×100=(N/m2)；標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速管標(biāo)定系數(shù)=實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)(mm酒精柱)(mm酒精柱)12345678910n平均標(biāo)定系數(shù)3．畫(huà)出標(biāo)定曲線。七．思考問(wèn)題：如何保證風(fēng)速管能對(duì)準(zhǔn)氣流的來(lái)流方向？為什么兩