毕托管,又称皮托管或测速管,俗称风速管,是一种通过测量
流体总压力与静压力之差来计算流速的仪器。该仪器由
法国工程师H·毕托于1732年发明,具有可靠度高、成本低、耐用性好、使用简便等优点。毕托管经常与测压管组合使用,用于测定水管、风管、渠道和矿井巷道中任意一点的流体速度。
这种仪器是由享利·毕托(HenriPitot)所首创,后经200多年来各方面的改进,目前已有几十种型式。下面介绍一种常用的毕托管,这种毕托管又称为普朗特(L.Prandtl)毕托管。
普朗特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。
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。
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。
在科研、生产、教学、环境保护以及净化室、矿井通风、能源管理部门,常用皮托管测量管道风速、炉窑烟道内的气流速度,经过换算来确定流量,也可测量管道内的水流速度。用毕托管测速和确定流量,有可靠的理论根据,使用方便、准确,是一种经典的广泛的测量方法。此外,它还可用来测量
流体的压力。
1.要正确选择测量点断面,确保测点在气流流动平稳的直管段。为此,测量断面离来流方向的弯头、变径异形管等局部构件要大于4倍管道直径。离下游方向的局部弯头、变径结构应大于2倍管道直径。
2.测量时应当将全压孔对准气流方向,以指向杆指示。测量点插入孔应避免漏风,可防止该断面上气流干扰。用皮托管只能测得管道断面上某一点的流速,由于断面流量分布不均匀,因此该断面上应多测几点,以求取平均值。
2.实验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。但实际应用时,气泡不易排除干净,下端一旦脱离水面,气泡进入后需要重新排气。另外,正对测点处的流速方向也不易实现。