流速测量(毕托管)实验.docx

流速测量（毕托管）实验 实验报告武汉大学教学实验报告实验名称流速测量（毕托管）实验指导教师姓名年级学号成绩一、实验目的 1、通过本次实验，掌握基本的测速工具（毕托管）的性能和使用方法。2、绘制垂线上的流速分布图，以加深对明槽水流流速分布的认识。二、 实验原理毕托管是由两根同心圆的小管所组成。A管通头部顶端小孔，B管与离头部顶端为3d的断面上的环形孔相通。环形孔与毕托管的圆柱表面垂直，因此它所测得的是水流的势能，在测压牌上所反映的水面差即为测点的流速水头。三、实验仪器毕托管、比压计及水槽。简图如下：图1 毕托管测速示意图为了提高量测的精度，将比压计斜放成角，若两测压管水面之间的读数差为，则有，从而可以求得测点的流速表达式：式中 C流速修正系数，对不同结构的毕托管，其值由率定得之。本实验使用的毕托管，经率定C=1。四：实验步骤1、打开水槽的进水阀门，调节尾门，将水深控制在20厘米左右。2、用测针测得水深h。均匀布设6个点，最高点宜在水面以下2厘米，最低点为毕托管的半径（0.4厘米），其余各点均布其中。3、按所布置的垂线及测点位置逐步进行测量。把毕托管放到槽底，测读固定毕托管测杆标尺上的读数，稍待稳定后，再测读比压计上的读数、，这就完成了第1个测点的工作。然后将毕托管依次提升，直至水面下2厘米那一点为止。4、将测得的数据进行分析、整理，并采用坐标纸按一定的比例点绘垂线上的流速分布图。五、注意事项1、测速之前，首先要对毕托管、比压计进行排气。排气方法：从比压计三通管注入有一定压力的水流，使水和空气由毕托管喷出，冲水约3分钟左右将毕托管浸入防气盒静水中。然后打开三通管，在大气压强作用下比压计测管中的水面下降，待降不便于测读的位置时，用止水夹夹紧三通管。此时比压计两测管中的水面应该齐平，否则要重新冲水排气，直至两管水面齐平后方能进行测速工作。2、实验过程中，为防止进气，毕托管不得露出水面。实验结束后，将毕托管放入防气盒静水中，检查是否进气，若比压计两管水面不平，说明所测数据有误差，应重新冲水排气，重新施测。3、毕托管嘴必须正对流向。4、测读时，视线应垂直于比压计的倾斜面，读取弯液面的最低点读数，当测管中的水面上下脉动时，读取平均值。六、量测与计算1. 实验数据 槽底测针读数 8.00 厘米；测针尖接触水面时的读数 24.43 厘米；测针量得水深h= 16.43 厘米2. 数据记录及计算表表1 垂线流速分布测定表测点编号测点到槽底高度（cm）毕托管测杆读数cm斜比压读数-cmcm测流流速ucm/s垂线平均流速cm/scmcm11.760.4020.0018.501.500.7538.3450.3424.573.2120.3518.152.201.1046.4337.386.0220.5017.452.551.27549.99410.198.8320.6017.802.801.4052.38513.0011.6420.8017.703.101.5555.12615.8114.4520.9017.603.301.6556.87水面56.873. 绘制垂线上的速度分布图即h-u图像图2 垂线流速分布图4. 数据处理读取曲线与h轴围成图形的面积为w=827.0559，利用w/h得到断面平均流速50.34cm/s。七、思考题1. 毕托管、比压计排气不净，为什么会影响测量精度？答：毕托管、比压计极其连通管道只有充满被测液体才能满足连续条件，才有可能测得真值；否则若有气泡夹杂，会使测压存在误差。误差值与气柱高度和位置有关。对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不将它排除，实验过程中可能变成堵塞性气柱而影响精度。2. 为什么必须将毕托管正对来流方向？如何判断毕托管是否正对了流向？答：因为毕托管测流速是将来流的动能全部转化成势能，因此必须将毕托管正对来流方向。转动毕托管，当两液柱高度差最大时的位置，就可判断毕托管已正对了流向。3. 比压计安放位置的高低，是否影响测量数据？为什么？答：不影响。因为比压计测量的是两个位置的压强差