毕托管测速实验
（四）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4.1所示。
图4.1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；8.尾水箱与导轨；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。
图4.2毕托管结构示意图三、实验原理图4.3毕托管测速原理图（4.1）式中：——毕托管测点处的点流速；——毕托管的校正系数；——毕托管全压水头与静水压头差。
（4.2）联解上两式可得（4.3）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。
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
毕托管测速原理和理论依据
毕托管测流速的工作原理如下：普朗特毕托管的构造如图所示，由图可以看出这种毕托管是由两根空心细管组成。
细管1为总压管，细管2为测压管。
量测流速时使总压管下端出口方向正对水流流速方向，测压管下端出口方向与流速垂直。
在两细管上端用橡皮管分别与压差计的两根玻璃管相连接。
毕托管有两根细管。
一管孔口正对液流方向，90度转弯后液流的动能转化为势能，液体在管内上升的高度是该处的总水头Z+P\\\/pg+V^2\\\/2g；而另一根管开口方向与液流方向垂直，只感应到液体的压力，液体在管内上升的高度是该处的测压管水头（就是相应于势能的那部分水头）Z+P\\\/pg，两管液面的高差就是该处的流速水头V^2\\\/2g，量出两管液面的高差H，则V^2\\\/2g=H，即 V=（2gH)^(1\\\/2),从而间接地测出该处的流速V。
流体力学：毕托管测速实验相关问题
毕托管测速的基本原理如下： 设水流中某点A处的流速为u，如将一根两端开口的直角弯管插入水流并使其下端管口方向正对A点流速方向，则A点的流速由原来的u值变为零，而弯管中的液面将比测压管中的液面升高Δh（测压管液面为未受毕托管干扰时A点的测压管液面），弯管中液面的升高是由于水流的动能转化为势能所引起的。
对于A点处质量为dm，重量为gdm的微小水体，在弯管未插入前具有的动能是。
当弯管插入水流后，A点的流速由原来的u值变为零，该微小水体的动能全部转化为势能Δh dmg，即 于是可得 可见弯管与测压管的液面之差Δh表示水流中A点处的单位动能。
这个两端开口的直角弯管就称为毕托管，可用以量测水流中某点的流速。
将关系式改写为 则只要量测出毕托管中的液面高差Δh，即可按上式计算出A点的流速值。
考虑到水流机械能在相互转化过程中存在能量损失，毕托管对水流有干扰以及毕托管与测压管的进口有一定距离等影响，上式需加以修正，写为： 式中称为毕托管流速校正系数。
回页首 普朗特毕托管的构造如图1(a)所示，由图可以看出这种毕托管是由两根空心细管组成。
细管1为总压管，细管2为测压管。
量测流速时使总压管下端出口方向正对水流流速方向，测压管下端出口方向与流速垂直。
在两细管上端用橡皮管分别与压差计的两根玻璃管相连接。
(a)毕托管结构 (b)毕托管测流速 图1 普朗特毕托管 图1(b)为用毕托管测流速的示意图。
用毕托管量测水流流速时，必须首先将毕托管及橡皮管内的空气完全排出，然后将毕托管的下端放入水流中，并使总压管的进口正对测点处的流速方向。
此时压差计的玻璃管中水面即出现高差Δh。
如果所测点的流速较小，Δh的值也较小。
为了提高量测精度，可将压差计的玻璃管倾斜放置。
施测时，读出两管沿斜方向的液面距离Δh’，并根据玻璃管的倾斜角度θ换算出相应的垂直液面高差，将Δh代入公式中，即可得出所量测点的水流流速值。
关于毕托管流速校正系数，因其值与毕托管的构造、尺寸及表面光滑程度等因素有关，须经专门的率定实验来确定。
一般值均由制造毕托管的工厂给出。
由于值与1很接近，故通常近似地采用=1。
明流中，毕托管的量测范围一般约为0.15-2.0m／s。
在有压管道中可用柱形毕托管进行测速，其最大测速限度可达6m／s。
用毕托管测流速时，仪器本身对流场会产生扰动，这是使用这种方法测流速的一个缺点。
毕托管测速实验 实验目的和要求
毕托管测速实验为什么淹没射流的速度中间大边缘小
摩擦 掺混作用 具体参考 射流理论
毕托管测速实验所测的流速系数
毕托管有两根细管。
一管孔口正对液流方向，90度转弯后液流的动能转化为势能，液体在管内上升的高度是该处的总水头Z+P\\\/pg+V^2\\\/2g；而另一根管开口方向与液流方向垂直，只感应到液体的压力，液体在管内上升的高度是该处的测压管水头（就是相应于势能的那部分水头）Z+P\\\/pg，两管液面的高差就是该处的流速水头V^2\\\/2g，量出两管液面的高差H，则V^2\\\/2g=H，即 V=（2gH)^(1\\\/2),从而间接地测出该处的流速V。
毕托管的应用
福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心学生实验报告流体力学实验题目：实验项目1：毕托管测速实验实验项目2：管路沿程阻力系数测定实验实验项目3：管路局部阻力系数测定实验实验项目4：流体静力学实验姓名：学号：组别：实验指导教师姓名：艾翠玲同组成员：2014年5月25日实验一毕托管测速实验一、实验目的要求：1．通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用测压管测量点流速的技术和使用方法。
2．通过对毕托管的构造和适用性的了解及其测量精度的检验，进一步明确水力学量测仪器的现实作用。
3.通过对管口的流速测量，从而分析管口淹没出流，流线的分布规律。
二、实验成果及要求实验装置台号No20040270表1记录计算表校正系数c=1.002k=44.360cm0.5\\\/s三、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
答：若测压管内存有气体，在测量压强时，测压管及其连通管只有充满被测液体，即满足连续条件，才有可能测得真值，否则如果其中夹有气柱，就会使测压失真，从而造成误差。
误差值与气柱高度和其位置有关。
对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不排除，实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。
检验的方法：是毕托管置于静水中，检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。
如果气体已排净，不
