畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)

畢托管測(cè)速實(shí)驗(yàn)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3.1所示。圖3.1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；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)量高、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。本書所說畢托管均指普蘭特畢托管。圖3.2實(shí)驗(yàn)室用測(cè)流體點(diǎn)速度的畢托管三、實(shí)驗(yàn)原理這樣一根直角彎管就是最初的畢托管，見圖3.3，圖3.3畢托管測(cè)速原理示意圖（3.1）式中——畢托管測(cè)點(diǎn)處的點(diǎn)流速;——畢托管的校正系數(shù);——畢托管動(dòng)壓水壓頭與靜水壓頭差。（3..2）聯(lián)解上兩式可得（3.3）式中——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。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2～3cm，上緊固定螺絲，注意力度適當(dāng)，以免固定夾損壞。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，見圖3.2、圖3.2可檢查測(cè)壓管2/3/4液面是否齊平，若齊平表明2/3/4測(cè)壓管中氣體已經(jīng)排凈，液面不齊平可能是空氣沒有排盡，必須重新排氣。測(cè)壓管1應(yīng)該和上游水箱液面齊平。圖3.2靜水匣罩住畢托管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6～10倍以內(nèi)時(shí)，誤差在2～5％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。圖3.3測(cè)壓管2/3/4齊平圖3.4靜水匣五、實(shí)驗(yàn)成果及要求實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)號(hào)No___________表3.1記錄計(jì)算表校正系數(shù)C＝實(shí)驗(yàn)次序上、下游水位差（cm）畢托管水頭差（cm）測(cè)點(diǎn)流速測(cè)點(diǎn)流速系數(shù)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？2、分析實(shí)驗(yàn)流程中能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，畢托管的壓頭差和管嘴上、下游水位差之間的大小關(guān)系怎樣？為什么？3、普朗特畢托管的測(cè)速范圍為0.2～3m/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)）。4、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？5、課外自己制作野外便攜式畢托管。相關(guān)閱讀：概念介紹傳感器傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。在新韋式大詞典中傳感器定義為：“從一個(gè)系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件”。根據(jù)這個(gè)定義，傳感器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學(xué)者也用“換能器（Transducer）”來稱謂“傳感器”。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各