流速量测(毕托管)实验(完成)

1、学院：水利水电学院武汉大学教学实验报告专业：水利类2011年12月20日实验名称流速量测（毕托管）实验指导老师杨小亭:实验操作部分1 :实验数据，表格及数据处理2 :实验操作过程（可用图表示）3 结论4姓名赵亮年级 10级 学号 2010301580103成绩二预习部分1 :实验目的2:实验基本原理3 :主要仪器设备（含必要的元器件，工具）一、实验目的要求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、绘制各垂线上的流速分布图，点绘断面上的等流速分布曲线，以加深对明槽水流流速分布的 认识。3、 根据实测的流速分布图，计算断面上的平均流速v和流量Q测，并与实验流量 Q实相比较

2、。二、主要仪器设备毕托管、比压计及水槽。简图如下：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厶L,则有h =几丄si n从而可以求得测点的流速表达式：u = C 2g ： h = C 2g L sin：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。1、垂线流速分布图的画法，垂线平均流速的计算将所测得的同一垂线各点流速，按选定的比例尺画在坐标纸上。槽底的底流为零，水面的 流速矢端为水面以下各点流速矢端向上顺延与水面相交的那一点。由水深线及各点流速矢端所 围成的矢量图，即为垂线流速分布图。显然，流速分布图的面积除以水深h,就

3、是垂线的平均流速u。环形孔茹 I(4毎管玻璃水槽橡皮管比示#毕托管测速示意图三、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 z * P，在测压牌上所反映f的水面差 h = （zu22g即为测点的流速水头。垂线平均流速：U =-h式中 u 垂线平均流速（cm/s）;-垂线流速分布图的面积（cm2）; h水深（cm）。2、断面平均流速的计算1 n 断面平均流速：VUjni=1式中v断面平均流速（cm/s）；Ui 第i根垂线上的平均流速（cm/s）cc) ) ( cy cc c

4、) c c ( )c)c)L jS* JB/roB/5X4B/3D12345；n垂线个数。zUb）u (ca/)量测断面垂线及测点布置图垂线流速分布图3、流量的计算 实测的流量：Q测=v A式中 Q测一实测流量（cm3/s ）; v断面平均流速（cm/s）; A过水断面面积（c m2） o 实验流量从电磁流量计中读出。四、方法步骤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。如图所示，在断面上布置 5条垂线，每条垂线布置 5个测点。毕托管最 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

5、测量。例如：把毕托管首先放在第一条垂线上，即毕托 管中心到槽边壁的距离（日10 ）厘米。接着把毕托管放到槽底，同时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I A、I B，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。其它各条垂线的测量方法同上述步骤一样，并把各条垂线 各测点相应的距离和高度记录在垂线流速分布测点表中。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：（a）点绘各垂线上的流速分布图。（b）点绘断面上各等流速点的分布曲线。5、分析比较实测流量与实验流量有何差别。五、注意事项1、测速之前，首先要对毕托管、比压计进行排气

6、。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

7、均值。六、量测与计算1、已知数据由电磁流量计读出实验流量Q实水槽宽度B=60（cm）。毕托管直径 d=0.8 （cm）。水压计倾斜角:-=30重力加速度g=980 （ cm/s2）。2、实测数据与计算槽底测针读数-3.64厘米；测针尖接触水面时的读数19.37厘米；测针量得水深 h= _23.01厘米。垂线流速分布测定表垂线 编号测点 编号测点到毕托管测 杆读数cm斜比压读数al =v A Bcm也h = 也 Ls ina cm测流流 速u cm/s垂线平均 流速ucm/s槽底咼 度（cm）可Acm%cm中 垂 线L=B/210.4002.90022.0919.552.541.27049.89

8、66.9324. 522 7. 022P 22.8218.65 :4.17P 2.08563.9338.64411.14422.9518.314.642.32067.43412.766 ：15.266P 23.1918.25 :4.94P 2.47069.58516.88819.38823.2518.165.092.54570.63621.010 :23.51023.3218.02 :5.30P 2.65072.07水面72.603、绘制垂线上的速度分布图即z-u图像图像见本报告所附坐标纸4、计算三：实验效果分析（包括仪器设备等使用效果）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，而与安放高度无关，所以，