毕托管实验设计
3.7 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流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点速度的技能；
2． 了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其测量精度，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
实验装置如下图所示
4 5 6 7 8 9 10 11
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;
8. 尾水箱与导轨; 9.测压计; 10.测压计; 11.上回水管
说明：
高低水位水箱的水位差形成的位能经淹没管嘴6转换成动能，用毕托管测出管嘴中心的速度值。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用以测量毕托管的总压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。
三、 实验原理
u =c 2g Δh =k Δh
k =c 2g
式中：u -----毕托管测点处的流速；
c -----毕托管的校正系数；
Δh ----毕托管总压水头和静压水头之差；
又由： u =ϕ2g ΔH 联解上两式可得：ϕ=c Δh /ΔH
式中： u ----测点处流速，由毕托管测定；
ϕ ----测点流速系数
ΔH ——管嘴的总水头
四、 实验方法与步骤
1． 准备 （a ） 熟悉实验装置各部名称、性能，搞清构造特征、实验原理。（b ）用乳
胶管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。（c ）将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约2~3cm，上紧固定螺丝。
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，用静水闸罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽，必须重新排气。
4． 将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
恒定水位与相应的流速。改变流速时按上述方法重做。
6． 完成下述实验项目：
（1）分别沿垂直方向和流动方向改变测点位置，观察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。
五、 实验结果及要求
实验台号：
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. 毕托管的速度水头Δh 和管嘴上、下游水位差ΔH 之间的大小关系怎样？为什么？
3. 所测的流速系数说明了什么？
4. 据激光测速仪检测，距孔口2~3cm轴心处，其点流速系数为0.996，试问本实验的毕托管的精度如何？如何率定毕托管的修正系数c?
5. 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？