毕托管测速实验

毕托管测速实验毕托管测速实验一、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3.1所示。图3.1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；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用以测量高、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。本书所说毕托管均指普兰特毕托管。图3.2实验室用测流体点速度的毕托管三、实验原理这样一根直角弯管就是最初的毕托管，见图3.3，图3.3毕托管测速原理示意图（3.1）式中——毕托管测点处的点流速;——毕托管的校正系数;——毕托管动压水压头与静水压头差。（3..2）联解上两式可得（3.3）式中——测点处流速，由毕托管测定;——测点流速系数；——管嘴的作用水头。四、实验方法与步骤1.准备（）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。（）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。（）将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约2～3cm，上紧固定螺丝，注意力度适当，以免固定夹损坏。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，见图3.2、图3.2可检查测压管2/3/4液面是否齐平，若齐平表明2/3/4测压管中气体已经排净，液面不齐平可能是空气没有排尽，必须重新排气。测压管1应该和上游水箱液面齐平。图3.2静水匣罩住毕托管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。图3.3测压管2/3/4齐平图3.4静水匣五、实验成果及要求实验装置台号No___________表3.1记录计算表校正系数C＝实验次序上、下游水位差（cm）毕托管水头差（cm）测点流速测点流速系数六、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？2、分析实验流程中能量转换关系，毕托管的压头差和管嘴上、下游水位差之间的大小关系怎样？为什么？3、普朗特毕托管的测速范围为0.2～3m/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）。4、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？5、课外自己制作野外便携式毕托管。相关阅读：概念介绍传感器传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。在新韦式大词典中传感器定义为：“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。根据这个定义，传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式，所以不少学者也用“换能器（Transducer）”来称谓“传感器”。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各