皮托管测速实验

毕托托管测速实验

一、实验目的

1、通过对风洞中圆柱尾迹和来流速度剖面的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能；

2、了解毕托管的构造和适用性,掌握利用数字式精密微压计，对风速进行静态快速测量；

3、利用动量定理计算圆柱阻力。

二、实验原理及装置

①数字式微压计 ②毕托管

图1 电动压力扫描阀

毕托管又叫皮托管，是实验室内量测时均点流速常用的仪器。这种仪器是1730年由享利·毕托（Henri Pitot ）所首创。 ()υρK p p u -=02

式中； u ——毕托管测点处的点流速：

υK ——毕托管的校正系数；

P ——毕托管全压;

P 0 ——毕托管静压;

三、实验方法与步骤

1、 用两根测压管分别将毕托管的全压输出接口与静压输出接口与微压计的两个压力通道输入端连接；

2、 安装毕托管

将毕托管的全压测压孔对准待测测点，调整毕托管的方向，使得毕托管的全压测压孔正对风洞来流方向，调整完毕固定好毕托管；

3、点击微压计面板上的“on/off ”，开启微压计，待微压计稳定，如果仍不能回零，可以按下“Zero ”键进行清零；

4、开启风洞，如果此时微压计上的压力读数为负值，则表明微压计与毕托管之间的测压管接反了，适时调整即可。

5、开始测量，读数稳定后，可记录读数。

四、数据处理与分析

原始数据： 频率/Hz 2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0 10.0 风速/m/s 1.8

3.2

4.5

5.8 7.0 8.3 9.6 10.8 12.8 压力/pa 2.0

6.1 12.1 20.2 29.7 41.0 54.8 70.0 86.9

取标准大气压：

通过绘图得到皮托管风速与风机频率的曲线图：由图可见两者呈线性关系 240,0.1219125./01.3P Pa kg k s m

ρ==

五、思考题

（1）利用速度剖面如何计算圆柱受到的阻力？

答：在风洞中，计算圆柱所受阻力时，由于空气粘性很小，其对阻力的影响可忽略不计，

则由空气流动的连续性则设单位时间内来流动量为121A V ρ，圆柱尾部动量为222A V ρ，

则圆柱所受阻力为222121A V A V F ρρ-=。（设圆柱直径为d ，高 为h 则有dh A A -=12）

（2）当毕托管在圆柱尾迹的某些测点上，微压计的读数无法稳定，为什么？

答：在圆柱绕流中，风洞中风机在不同工作频率引起风速变化，进而改变流场中雷诺

数，当雷诺数Re<4时，流体紧贴圆柱流动，不发生分离；当Re 介于4到45之间时，圆柱后有驻定涡, 后面有很薄的尾迹.随 Re 的增大,分离位置由后驻点附近前移,分离区增大，45