普朗特畢托管的構造如圖所示,由圖可以看出這種畢托管是由兩根空心細管組成。細管1為總壓管,細管2為測壓管。量測流速時(shí)使總壓管下端出口方向正對水流流速方向,測壓管下端出口方向與流速垂直。在兩細管上端用橡皮管分別與壓差計的兩根玻璃管相連接。
原理及計算
畢托管有兩根細管。一管孔口正對液流方向,90度轉彎后液流的動(dòng)能轉化為勢能,液體在管內上升的高度是該處的總水頭Z+P/pg+V^2/2g;而另一根管開(kāi)口方向與液流方向垂直,只感應到液體的壓力,液體在管內上升的高度是該處的測壓管水頭(就是相應于勢能的那部分水頭)Z+P/pg,兩管液面的高差就是該處的流速水頭V^2/2g,量出兩管液面的高差H,則V^2/2g=H,即 V=(2gH)^(1/2),從而間接地測出該處的流速
應用
在科研、生產(chǎn)、教學(xué)、環(huán)境保護以及凈化室、礦井通風(fēng)、能源管理部門(mén),常用皮托管測量管道風(fēng)速、爐窯煙道內的氣流速度,經(jīng)過(guò)換算來(lái)確定流量,也可測量管道內的水流速度。用測速和確定流量,有可靠的理論根據,使用方便、準確,是一種經(jīng)典的廣泛的測量方法。此外,它還可用來(lái)測量流體的壓力。
測量方法
1.要正確選擇測量點(diǎn)斷面,確保測點(diǎn)在氣流流動(dòng)平穩的直管段。為此,測量斷面離來(lái)流方向的彎頭、變徑異形管等局部構件要大于 4 倍管道直徑。離下游方向的局部彎頭、變徑結構應大于 2 倍管道直徑。
2.測量時(shí)應當將全壓孔對準氣流方向,以指向桿指示。測量點(diǎn)插入孔應避免漏風(fēng),可防止該斷面上氣流干擾。用皮托管只能測得管道斷面上某一點(diǎn)的流速,由于斷面流量分布不均勻,因此該斷面上應多測幾點(diǎn),以求取平均值。
3.使用前測試一下暢通性。小靜壓孔經(jīng)常檢查,勿使雜質(zhì)堵塞小孔使用后及時(shí)清潔內外管,以保證長(cháng)期良好狀態(tài)。
4.標準檢定周期為五年。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
1.能測得流體總壓和靜壓之差的復合測壓管。
2.結構簡(jiǎn)單,使用、制造方便,價(jià)格便宜,只要精心制造并嚴格標定和適當修改,在一定的速度范圍之內,它可以達到較高的測速精度。
缺點(diǎn):
用測流速時(shí),儀器本身對流場(chǎng)會(huì )產(chǎn)生擾動(dòng),這是使用這種方法測流速的一個(gè)缺點(diǎn)。
2.實(shí)驗時(shí)必須首先將及橡皮管內的空氣*排出,然后將的下端放入水流中,并使總壓管的進(jìn)口正對測點(diǎn)處的流速方向。但實(shí)際應用時(shí),氣泡不易排除干凈,下端一旦脫離水面,氣泡進(jìn)入后需要重新排氣。另外,正對測點(diǎn)處的流速方向也不易實(shí)現。[3]