毕托管测速实验.doc
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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。
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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”。
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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,都离不开各种各样的传感器。
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