畢托管的測(cè)速原理.doc

畢托管的測(cè)速原理簡(jiǎn)介： 畢托管又叫皮托管（空速管），是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)量測(cè)時(shí)均點(diǎn)流速常用的儀器。這種儀器是1730年由享利畢托(Henri Pitot)所首創(chuàng)，后經(jīng)200多年來各方面的改進(jìn)，目前已有幾十種型式。下面介紹一種常用的畢托管，這種畢托管又稱為普朗特(L. Prandtl)畢托管。構(gòu)造圖普朗特畢托管的構(gòu)造如圖1(a)所示，由圖可以看出這種畢托管是由兩根空心細(xì)管組成。細(xì)管1為總壓管，細(xì)管2為測(cè)壓管。量測(cè)流速時(shí)使總壓管下端出口方向正對(duì)水流流速方向，測(cè)壓管下端出口方向與流速垂直。在兩細(xì)管上端用橡皮管分別與壓差計(jì)的兩根玻璃管相連接。圖1(b)為用畢托管測(cè)流速的示意圖。用畢托管量測(cè)水流流速時(shí)，必須首先將畢托管及橡皮管內(nèi)的空氣完全排出，然后將畢托管的下端放入水流中，并使總壓管的進(jìn)口正對(duì)測(cè)點(diǎn)處的流速方向。此時(shí)壓差計(jì)的玻璃管中水面即出現(xiàn)高差h。如果所測(cè)點(diǎn)的流速較小，h的值也較小。為了提高量測(cè)精度，可將壓差計(jì)的玻璃管傾斜放置。 優(yōu)點(diǎn)：能測(cè)得流體總壓和靜壓之差的復(fù)合測(cè)壓管。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、制造方便，價(jià)格便宜，只要精心制造并嚴(yán)格標(biāo)定和適當(dāng)修改，在一定的速度范圍之內(nèi)，它可以達(dá)到較高的測(cè)速精度。 缺點(diǎn)：用畢托管測(cè)流速時(shí)，儀器本身對(duì)流場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，這是使用這種方法測(cè)流速的一個(gè)缺點(diǎn)。畢托管測(cè)速原理1.為什么流速越大壓強(qiáng)越小伯努利方程 理想正壓流體在有勢(shì)徹體力作用下作定常運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程（即歐拉方程）沿流線積分而得到的表達(dá)運(yùn)動(dòng)流體機(jī)械能守恒的方程。因D.伯努利于1738年提出而得名。對(duì)于重力場(chǎng)中的不可壓縮均質(zhì)流體，方程為 p+gz+(1/2)*v2=常量，式中p、v分別為流體的壓強(qiáng)、密度和速度；z 為鉛垂高度；g為重力加速度。上式各項(xiàng)分別表示單位體積流體的壓力能 p、重力勢(shì)能g z和動(dòng)能(1/2)*v 2，在沿流線運(yùn)動(dòng)過程中，總和保持不變，即總能量守恒。但各流線之間總能量（即上式中的常量值）可能不同。對(duì)于氣體，可忽略重力，方程簡(jiǎn)化為p+ (1/2)*v 2常量(p0)，各項(xiàng)分別稱為靜壓、動(dòng)壓和總壓。顯然，流動(dòng)中速度增大，壓強(qiáng)就減小；速度減小，壓強(qiáng)就增大；速度降為零，壓強(qiáng)就達(dá)到最大(理論上應(yīng)等于總壓)。飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生舉力，就在于下翼面速度低而壓強(qiáng)大，上翼面速度高而壓強(qiáng)小，因而合力向上。據(jù)此方程，測(cè)量流體的總壓、靜壓即可求得速度，成為皮托管測(cè)速的原理。在無旋流動(dòng)中，也可利用無旋條件積分歐拉方程而得到相同的結(jié)果但涵義不同，此時(shí)公式中的常量在全流場(chǎng)不變，表示各流線上流體有相同的總能量，方程適用于全流場(chǎng)任意兩點(diǎn)之間。在粘性流動(dòng)中，粘性摩擦力消耗機(jī)械能而產(chǎn)生熱，機(jī)械能不守恒，推廣使用伯努利方程時(shí)，應(yīng)加進(jìn)機(jī)械能損失項(xiàng)。2.為什么壓強(qiáng)越大沸點(diǎn)越高 液體發(fā)生沸騰時(shí)的溫度。當(dāng)液體沸騰時(shí)，在其內(nèi)部所形成的氣泡中的飽和蒸汽壓必須與外界施予的壓強(qiáng)相等，氣泡才有可能長(zhǎng)大并上升，所以，沸點(diǎn)也就是液體的飽和蒸汽壓等于外界壓強(qiáng)的溫度。液體的沸點(diǎn)跟外部壓強(qiáng)有關(guān)。當(dāng)液體所受的壓強(qiáng)增大時(shí)，它的沸點(diǎn)升高；壓強(qiáng)減小時(shí)；沸點(diǎn)降低。例如，蒸汽鍋爐里的蒸汽壓強(qiáng)，約有幾十個(gè)大氣壓，鍋爐里的水的沸點(diǎn)可在200以上。又如，在高山上煮飯，水易沸騰，但飯不易熟。這是由于大氣壓隨地勢(shì)的升高而降低，水的沸點(diǎn)也隨高度的升高而逐浙下降。（在海拔1900米處，大氣壓約為79800帕（600毫米汞柱），水的沸點(diǎn)是93.5）。 在相同的大氣壓下，液體不同沸點(diǎn)亦不相同。這是因?yàn)轱柡推麎汉鸵后w種類有關(guān)。在一定的溫度下，各種液體的飽和汽壓亦一定。例如，乙醚在20時(shí)飽和氣壓為5865.2帕（44厘米汞柱）低于大氣壓，溫度稍有升高，使乙醚的飽和汽壓與大氣壓強(qiáng)相等，將乙醚加熱到35即可沸騰。液體中若含有雜質(zhì)，則對(duì)液體的沸點(diǎn)亦有影響。液體中含有溶質(zhì)后它的沸點(diǎn)要比純凈的液體高，這是由于存在溶質(zhì)后，液體分子之間的引力增加了，液體不易汽化，飽和汽壓也較小。要使飽和汽壓與大氣壓相同，必須提高沸點(diǎn)。不同液體在同一外界壓強(qiáng)下，沸點(diǎn)不同。沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)而變化的關(guān)系可由克勞修斯畢托管/皮托管流量計(jì)原理示意圖畢托管流量計(jì) PL/S系列 畢托管或皮托管(pitot tube)流量計(jì)屬差壓式流量計(jì)的一種.差壓式測(cè)量方法是流量或流速測(cè)量方法中使用最悠久和應(yīng)用最廣泛的一種測(cè)量方法.它們的共同原理是伯努利定理,具有非常科學(xué)的理論基礎(chǔ),即通過測(cè)量流體流動(dòng)過程中產(chǎn)生的差壓來測(cè)量流速或流量.因此與其配套的顯示儀表通常為U型管壓力計(jì)、差壓變送