皮托管的构造和风量的测定方法
皮托管介绍(相关知识)
皮托管介绍1. 测量原理和结构1.1 测量原理皮托静压管(以下简称皮托管)是由一个垂直在支杆上的圆筒形流量头组成的管状装置。
本装置在侧壁周围有一些静压孔, 顶端有一个迎流的全压孔。
它能测出差压，并根据差压确定流场中某处的流速，由流速与面积的乘积计算出流量。
皮托管的测量原理是基于伯努利方程在空气中应用的一个实例，如图1所示。
当理想流体均匀的平行流向静止物体时，设想其中一条流线撞在物体上（即图1中的A 点），在此处流体发生分岔，A 点称为滞止或驻点，A 点的流速为零，V A ＝0。
图1 皮托管静压管原理结构图如果我们选择两个截面Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、Ⅰ－Ⅰ截面流动没有受到任何的影响，流束是平行的，流速形成规则的速度分布，截面上各点的静压力相等。
Ⅱ－Ⅱ截面流动受到影响，流束密集，流速加快，静压降低。
则两个面上的伯努利方程为222222222221111V V K P V K P ζρρ++=+ （1） 式中：ζ－Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ区间的流体阻力系数，这里可以不考虑即：ζ＝0； ρ— 流体密度，因为是均匀的12ρρρ==K －速度分布不均匀系数，这里可设K 1＝K 2＝1； P －两个截面的静压力；V －两个截面的流速，V 2＝V A ＝0。
整理得到公式为：22112P P V ρ-=（2）式中：P 2－总压力（因为动压为零）； P 1－静压力。
如图1所示，若在物体B 点开一个孔，由于均匀流场中静压力相等，则 P 1＝P B ＝P 0；令P 2＝P 1，V 1＝V ，公式（2）就变成为2021V P P ρ=-(3)()ρ02P P V -=(4)式中：P-P 0实际上是流场中某一点流体的动压力P 。
1.2 皮托管结构皮托管的原理结构如图2所示,当一台差压计两端分别与总压管和静压管连接,这样差压计上就可以显示出动压值来。
图2 皮托管静压管结构图2是一般皮托管的结构,为了能看清楚把两端放大。
如图中可以看到皮托管外形是一个直角弯折的金属管，与管轴平行安置的直角边是测头，其顶端有一个总压孔，在其侧壁有若干个静压孔。
皮托管的构造和风量的测定方法
皮托管的构造和风量的测定方法
1、构造：皮托管是传送空气压力的工具，由内外两个同心圆小管组成，内管前端的中心孔与标有“+”号的脚管相通，外管前端不通，个管壁上有4~6个小眼（0.1D）,与标有”-“号的脚管相通,内外壁之间不相通。
2、风量测定：测量时，选择风流比较规整的任一断面，把皮托管的管嘴位置放在巷道的中心，正对风流，与风流方向平行；用两根胶皮管把皮托管的“+”、“-”号端分别与压差计“U”形管两端相连。
则管嘴的中心孔接受该断面上风流的静压和最大速压，外管壁上的小眼只接受静压。
故压差计两水平的高差就是该断面上风流最大的速压h vimax，再用下式计算出断面上的最大风速V imax：
V imax=(2h vimax/ρi )-2 m/s
若预先测出了该断面上平均风速V i和V imax的比值b，则用下式计算V i
V i=bV imax m/s
然后用上式或下式计算该断面上风流的平均速压：
h vi=(bV imax)2рi/2=b2h vimax Pa
若该断面的面积为S i(m2)，则可算出通过该断面的风量。
3、b值的测定
先把皮托管的管嘴板置在巷道中心点，用上式测算出最大风速，再沿巷道半径逐渐向上或向下移动，再分别测出各点
的风速，然后用下式算出b值：
b=V/V max=(V max+V1+…V n/n+1)/V max
每个测点距中心点的距离可用下式计算：
r i=r[(2i-1)/2n]-2 m
根据测得的V max、V1、V n可画出该断面上风速的分布图，也叫速度场。
；。
皮托管测定系统风速ppt
u/umax～Remax(Re)关系图
A
11
谢谢大家！
A
12
Re du
Re≤2000
2000 < Re < 4000 Re≥ 4000
层流区 过渡区 湍流区
（3）根据皮托管测量管中心的最大流速umax，利用u/umax～Remax(Re) 关系图查取最大速度与平均速度的关系，求出截面的平均速度u，进而计算
出流量Q=uA。
A
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【说明】u/umax的关系较为复杂，与Re有 关。因此，Re不同时，速度分布式亦不
A
7
4.计算截面风速、风量
层流时的速度分布
湍流时的速度分布
u0.5umax
u0.82umax
圆管中的速度分布
A
8
4.计算截面风速、风量
（1）根据测速管测得的管截面各处的点速度，建立流体在管内的速 度分布方程，然后对速度分布方程进行积分，获得体积流量及流速。 其具体步骤为：
①获得流体在管内的速度分布方程式： ur＝f(r)
ur
2P
测速管测定管内流体的点速度的基本公式
A
5
2.皮托管工作原理--测点流速
• 如使用U型管压差计，所测流体的密度为ρ，U型管压差计内充有密度 为ρ0的指示液，读数为R。
• 则：
PP 内 管 P 外管 u 2r2 (0)gR
ur
2gR(0 )
实际使用时:
ur c
2gR(0 )
c=0.98~1.00(校正系数)
A
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3.皮托管测定风速--安装
➢ 测量点位于均匀流段，上、下游有50d直管，至少应有8~12倍直径长的
直管段。 ➢ 皮托管管口截面严格垂直于流动方向；
皮托管 通风 测量 原理
皮托管通风测量原理今天来聊聊皮托管通风测量原理的相关事儿。
你看啊，我们在生活中有时候要测风速或者通风量。
就像放风筝的时候，我们能感受到风的大小。
那怎么把这种对风大小模糊的感觉变成一个确切的数据呢？这就用到了皮托管的原理。
皮托管主要是利用了流体的动能和压能之间相互转换的原理。
简单来说，当风吹向皮托管的时候，就像是一群人在拥挤着通过一个狭窄的通道。
风就好比这群人，皮托管就像是这个通道的闸口。
风在这个闸口的地方有不同的表现。
这里面有个关键概念叫总压和静压。
总压呢，可以想象成这群人从各个方向挤压过来产生的压力的总和，就像你挤地铁的时候，四面八方都有人给你压力。
静压就像是即使没人挤你，你周围现在这种空气本身存在的默压力，比如你在空地上的感觉。
皮托管有两根小管，一根管对着风来的方向，它能测到总压；另一根管垂直于风流方向，它测到的是静压。
这两者的差值，就反映了风的动能。
根据伯努利原理（伯努利原理就是在水流或者气流这样的流体中，速度与压力相互转换的一种关系，如果速度变快，压力就会变小，反之亦然），这个动能就和风速有密切关系。
知道了风速，在一个通风的管道或者空间里，再结合横截面积等因素就能算出通风量。
有意思的是，我一开始也很困惑这个静压、总压到底是怎么准确的通过两个小小的管子区分开来的呢？老实说，我一直想象不出来它们在里面具体是个什么运作流程。
后来我查了不少资料，还做了一个简单的小模型模拟风的流动，才慢慢理解。
实际中应用的例子很多。
比如说，在大厦的通风系统里，就可以用皮托管来测量通风管道里的风速和风量，这样就能知道这个通风系统运行得好不好，如果风量太小，可能有些地方就得改善改善。
不过在使用皮托管测量的时候也要注意，它一定要安装得足够稳固和平直，如果歪了或者晃动得厉害就会影响测量结果。
这就像是天平如果晃动起来就没法准确称重一样。
说到这里，你可能会问，那皮托管测风准不准呢？其实只要在一定的范围内，按照正确的使用方式，它是比较准确的。
皮托管测定系统风速1ppt课件
冲压头：测速管的内管处测得的是管口所
在位置的局部流体动压头与静压头之和。
h内管
ur 2 2g
P
g
P内管
gh内管
ur 2
2
P
静压头: 外管测压孔测得的压力。
P
h外管 g
P外管 gh外管 P
.
2.皮托管工作原理--测点流速
内外管之压强差为：
P
P内管 - P外管
ur 2
2
测速管管口处的点速度为：
ur
②对速度分布方程式进行积分以得到流量及平均流速：
.
4.计算截面风速、风量
（2）根据管内的最大流速与平均流速之间的关系，测出管内的最大
流速，然后确定平均流速及流量。该法要使用试差法，其具体步骤为： ①假设流型（层流或湍流）；
②由最大流速计算平均流速（如u＝0.5umax）；
③校核流型（与假设流型是否相符）。
皮托管测定通风系统风速、风量
课程名称：大气污染控制技术
.
目录 / contents
1 皮托管结构
2 皮托管工作原理 3 皮托管安装 4 计算截面风速、风量
.
1.皮托管结构
①两根弯成直角的同心套管
②内管管口敞开 ③外管的管口封闭 ④外管前端壁面四周开有若干测压小孔
.
2.皮托管工作原理--测点流速
2P
测速管测定管内流体的点速度的基本公式
.
2.皮托管工作原理--测点流速
• 如使用U型管压差计，所测流体的密度为ρ，U型管压差计内充有密度 为ρ0的指示液，读数为R。
• 则：
P P内管 P外管
ur 2
2
(0 )gR
ur ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
标准皮托管及KXYL-600B数字压力风速风量仪操作规程 - 副本
文件编号：ZX/TS03－30标准皮托管及KXYL-600B数字压力风速风量仪操作规程1编制目的为规范和指导标准皮托管和KXYL-600B数字压力风速风量仪进行管道压力、风速和风量的操作，制定本作业指导书。
2 适用范围及原理适用于清洁管道内风速的测定和仪器的维护。
管道内气体流动服从伯努利原理，测得动压即可得到风速。
3 仪器技术指标测量范围：压力：0-±5000pa风速：0-160m/s风量：＜999999m3/h4 操作步骤4.1 使用方法1测量准备打开电源开关，使仪器预热15分钟。
2仪器调零按动调零按钮，使显示屏显示“00.00”（传感器两端等压）。
3测量表压用胶管连接嘴与被测压力源，测高于大气压接正压接嘴；测低于大气压接负压接嘴。
另一接嘴通大气、仪器示值即为表压。
4 测量压差仪器正、负接嘴分别接高、低压力源，读数即为差压值。
（如读数显示负值，则为正、负方向接反，交换接嘴即可）。
5 测量风速仪器与皮托管按下图连接，用伯努利方程可计算流体中某一点流速V。
4.2 按键说明开关键：每按一下，打开电源，再按一下，关闭电源位移键：每按一下，数字光标向右移动一位。
上移键：每按一下，数字向上翻动一位。
下移键：每按一下，数字向下翻动一位。
测量键：设置设置结束后按测量键，存储并返回到测量状态。
设置键：用于皮托管系数、空气密度及面积的设定。
功能键：每按一下，打开液晶背光源，再按一下，关闭液晶背光源。
清零键：按清零键可自动进入清零状态。
（在测量中禁止按此键）4.3使用方法1开机状态按电源开关键，打开电源，仪器进入初始化状态。
显示屏上显示的中文内容如上图所示。
仪器预热5~15分钟，待显示的数据稳定后便可进行测量。
2 清零在风量、风速、压力和温度的测量状态下，按清零键后可清除压力的初始值，使显示数据位《00000》3 皮托管系数、空气密度、风口面积设定按设置键，当显示屏显示皮托管系数时，按 右移键，每按一下，数字光标向右移动一位。
皮托管的结构原理及应用
皮托管皮托管皮托管，又名“空速管”，“风速管”，英文是Pitot tube。
皮托管是测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状装置，由法国H.皮托发明而得名。
严格地说，皮托管仅测量气流总压，又名总压管；同时测量总压、静压的才称风速管，但习惯上多把风速管称作皮托管。
定义空速管也叫气流方向传感器或流向角感应器，与精密电位计（或同步机或解析器）连接在一起，提供出一个表示相对于大气数据桁架纵轴的空气流方向的电信号。
结构原理皮托管的构造如图，头部为半球形，后为一双层套管。
测速时头部对准来流，头部中心处小孔（总压孔）感受来流总压p0，经内管传送至压力计。
头部后约3～8D处的外套管壁上均匀地开有一排孔（静压孔），感受来流静压p，经外套管也传至压力计。
对于不可压缩流动，根据伯努利方程和能量方程可求出气流马赫数，进而再求速度。
但在超声速流动中，皮托管头部出现离体激波，总压孔感受的是波后总压，来流静压也难以测准，因而皮托管不再适用。
总压孔有一定面积，它所感受的是驻点附近的平均压强，略低于总压，静压孔感受的静压也有一定误差，其他如制造、安装也会有误差，故测算流速时应加一个修正系数ζ。
ζ值一般在0.98～1.05范围内，在已知速度之气流中校正或经标准皮托管校正而确定。
皮托管结构简单，使用方便，用途很广。
如飞机头部或机翼前缘常装设皮托管，测量相对空气的飞行速度。
应用空速管是飞机上极为重要的测量工具。
它的安装位置一定要在飞机外面气流较少受到飞机影响的区域，一般在机头正前方，垂尾或翼尖前方。
同时为了保险起见，一架飞机通常安装2副以上空速管。
有的飞机在机身两侧有2根小的空速管。
美国隐身战斗机F-117在机头最前方安装了4根全向大气数据探管，因此该机不但可以测大气动压、静压，而且还可以测量飞机的侧滑角和迎角。
有的飞机上的空速管外侧还装有几片小叶片，也可以起到类似作用；垂直安装的用来测量飞机侧滑角，水平安装的叶片可测量飞机迎角，为了防止空速管前端小孔在飞行中结冰堵塞，一般飞机上的空速管都有电加温装置。
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 2.03.04.05.06.07.08.09.0 10.0 风速/m/s 1.83.24.55.8 7.0 8.3 9.6 10.8 12.8 压力/pa 2.06.1 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 mρ==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-=。
皮托管方法测量风速的范围
皮托管方法测量风速的范围皮托管是一种常用的测量风速的仪器，它通过测量通过管道的气体压力差来计算风速。
皮托管可以广泛应用于气象观测、工业过程控制以及流体力学研究等领域。
下面将详细介绍皮托管方法测量风速的范围：1.基本原理：皮托管是根据贝努利原理设计的，在管道中被测风流经过皮托管时，由于管道前端有孔，使得流体在孔口前后产生压力差。
通过测量这一压力差，进而计算出风速的大小。
2.适用范围：在气象观测中，通常使用的皮托管适用于大气中的风速测量，其量程一般在0.2m/s到40m/s之间。
这个范围适用于大部分自然风的测量，并且精度较高。
在工业和流体力学研究领域，常用的皮托管范围可以更广，通常在0.2m/s到200m/s之间，可以测量更高速度的气流。
这对于工业过程监控以及流体力学实验中的大气流场测量十分重要。
3.测量误差：-温度误差：气体温度对皮托管测量风速的影响较大，需要进行修正。
-安装误差：皮托管的安装位置和方向对测量结果会产生影响，需要进行校准。
-响应时间：皮托管测量风速的响应时间较长，通常需要在稳态流动下进行测量。
-维护误差：皮托管需要定期维护和清理，若不及时维护可能会影响测量精度。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的皮托管型号，并进行有效的校准和维护，以确保测量结果的准确性。
总结起来，皮托管方法测量风速的范围较广，一般适用于0.2m/s到200m/s的气流速度范围。
在不同领域中对风速测量的要求有所不同，因此需要根据实际应用需求选择合适的皮托管型号，并进行相关的校准和维护工作，以保证测量结果的准确性。
皮托管
皮托管----原理
比较两种压力的工具是一个用上下两片很薄的金 属片制成的表面带波纹的空心圆形盒子，称为膜 盒。这盒子是密封的，但有一根管子与空速管相 连。如果飞机速度快，动压便增大，膜盒内压力 增加，膜盒会鼓起来。用一个由小杠杆和齿轮等 组成的装置可以将膜盒的变形测量出来并用指针 显示，这就是最简单的飞机空速表。
皮托管流量计
皮托管流量计是一根弯成直角的双层空心 复台骨，带有多个取压孔，能同时测量流 体总压和静压力。与差压变送器、流量显 示仪配套使用。它在石油化工、冶金、电 厂、电力、轻纺等行业的生产过程中广泛 使用，对气体、液体、蒸汽、水、风量等 流体进行流量测量。
L/S型皮托管
L型皮托管是由两根不同内径304不锈 钢或316L不锈钢圆管子同心套接而成 ‚内管通直端尾接头是全压管‚外管通 侧接头是静压管‚广泛应用于洁净室 管道、空调管道、矿井通风管道、风 机管道等机械设备管道的压力（正压、 负压、差压）测量。
皮托管----法航447空难
没有了皮托管，飞机的导航电脑就无法测 定风速，自动驾驶系统就会被关闭。驾驶 舱监视器上，一个接一个的警示灯亮起来。 自动驾驶仪、自动引擎控制系统和飞行电 脑也接连关闭。飞机仿佛遭遇中风。法航 447航班的最后时刻开始了。当速度监测 器失灵4分钟后，飞机坠入大海，机上228 人全部遇难。
L/S型皮托管
S型皮托管用二支同径304不锈钢或 316L不锈钢圆管焊接而成‚面对气流 为全压端‚背对气流为静压端状‚具有 防尘防堵、耐温耐压等特点‚广泛应 用于电厂烟道、化工厂、水泥厂、锅 炉厂等环境复杂的大型管道中测量使 用。
谢谢！
皮托管----伯根航空301号班机空难
在起飞以后，机长的空速表加速了，副机长的 却慢了下来，飞行管理电脑也发出矛盾紧急讯号譬 如方向舵比率、超速、速度太低 及飞行高度太低 等，把机组员弄得一头雾水。
皮托管风速仪工作原理及粗测盘管风阻的应用方法
HYC 汇一能控技术资料皮托管风速仪工作原理 及粗测盘管风阻的应用方法文 / 合肥汇一能源科技有限公司摘要：本文介绍了皮托管风速仪测量风速的工作原理，以及工程应用中使用该设备粗略测算盘管风阻的简易方法。
关键词：皮托管（毕托管）风速仪盘管风阻一、皮托管风速仪的工作原理皮托管风速仪是测量风速（尤其是管道风速）常用的一种工具，其主要部 件是皮托管，也有人叫毕托管。
皮托管风速仪是由皮托管、测量仪表、橡胶软管组成的。
如图 1、图 2 所 示：图 1 皮托管风速仪示意图合肥汇一能源科技有限公司第1页 共3页HYC 汇一能控技术资料图 2 皮托管风速仪实物图使用时，用软管将测量仪表的总压接口与皮托管的总压接口相连，将仪表 的静压接口与皮托管的静压接口相连。
将皮托管前端伸入风道中，此时测量仪 表屏幕上会显示测算出来的风速，也会显示动压（即总压与静压之差）。
该设备并不是直接测量出风速，而是利用皮托管来间接测算出风速。
其工作原理：皮托管能直接测出气流总压与静压，两者之差即为动压，根 据动压与空气密度可以算出风速。
根据伯努利方程推导，有如下公式： 全压 = 动压 + 静压 （1）动压和速度的平方成正比，所以测得全压和静压后，就能算出风速，公式 如下：（2） 上式中各符号含义， V —— 风速，单位 m/s， 总压、静压，单位 Pa，P、P0 —— ρ——空气密度，单位 kg/m³。
二、用皮托管风速仪粗测盘管风阻的应用方法皮托管风速仪在工程实际应用中还可以简单粗略的测量盘管（翅片式换热合肥汇一能源科技有限公司 第2页 共3页HYC 汇一能控技术资料器）的阻力，其实就是测量盘管前后的静压之差。
具体操作方法：将皮托管的静压接口接在手持式仪表的总压接口，皮托管 的总压接口不要接任何东西，仪表的静压接口也不要接任何东西，这样原来屏 幕上显示的动压（总压减去静压之差），现在显示的就直接是静压值。
在盘管 前设一截面，截面上均匀布置若干测量点，在各个测量点处测量上述值，这样 就得到一组数据，求这组数据的平均值，记为 P1；在盘管后以同样方法测一组 数据，求这组数据的平均值，记为 P2。
皮托管方法测量风速的范围
皮托管方法测量风速的范围皮托管是一种流体测量仪器，常用于测量气体或液体的流速。
在气象学中，皮托管被广泛用于测量风速。
它通过测量被流体流过的阻力差来计算流速。
皮托管的测量原理基于伯努利定律，根据阻力差来计算流速。
皮托管测量风速的原理如下：当风流经过皮托管时，在入口处的管道中，流速较慢，压力较大；而在出口处的管道中，流速较快，压力较低。
通过分析这两个压力的差异，可以计算得到流速。
皮托管的设计基于兰伯特标准大气模型，标准大气条件下的大气密度为1.225 kg/m³。
皮托管的常用测量公式如下：V = \sqrt{2((p_0 - p)/ρ)}其中，V代表风速（m/s），p_0代表静压（Pa），p代表总压（Pa），ρ代表流体密度（kg/m³）。
根据该公式，可以得知在已知压力差的情况下，可以计算得到风速。
但是，由于实际环境中风速的范围较大，所以为了确保测量的准确性和可靠性，需要选择合适的皮托管。
在选择合适的皮托管时，需要考虑以下几个因素：1.流速范围：不同类型的皮托管具有不同的测量范围。
一般来说，常用的皮托管可以测量的风速范围从几米每秒到几十米每秒不等。
在选购时，需要结合实际需求选择合适的风速范围。
2.温度范围：皮托管在测量过程中会受到环境温度的影响。
在高温或低温环境下，皮托管的性能可能会发生变化。
因此，在选购皮托管时，需要考虑所处的温度范围，选择能够适应该温度范围的皮托管。
3.精度要求：不同的应用场景对测量精度的要求不同。
一般来说，测量精度越高，价格相对也越高。
在选购皮托管时，需要根据实际需求来选择合适的精度水平。
4.管道直径：皮托管适用的管道直径范围也有一定限制。
需要根据实际管道直径来选择相应的皮托管。
总之，皮托管是一种可靠、精确的风速测量仪器。
在选择皮托管时，需要考虑实际需求，包括流速范围、温度范围、精度要求和管道直径等因素，以确保测量的准确性和可靠性。
皮托管测定系统风速、风量-80教育小专题ppt
②由最大流速计算平均流速（如u＝0.5umax）；
③校核流型（与假设流型是否相符）。
Re
du
Re≤2000 2000 < Re < 4000 Re≥ 4000
层流区
过渡区 湍流区
（3）根据皮托管测量管中心的最大流速umax，利用u/umax～Remax(Re) 关系图查取最大速度与平均速度的关系，求出截面的平均速度u，进而计算 出流量Q=uA。
（1）根据测速管测得的管截面各处的点速度，建立流体在管内的 速度分布方程，然后对速度分布方程进行积分，获得体积流量及流速。 其具体步骤为：
①获得流体在管内的速度分布方程式： ur＝f(r)
②对速度分布方程式进行积分以得到流量及平均流速：
4.计算截面风速、风量
八零教育
（2）根据管内的最大流速与平均流速之间的关系，测出管内的最大
①两根弯成直角的同心套管 ②内管管口敞开
③外管的管口封闭 ④外管前端壁面四周开有若干测压小孔
八零教育
2.皮托管工作原理--测点流速
八零教育
冲压头：测速管的内管处测得的是管口所
在位置的局部流体动压头与静压头之和。
h 内管
ur2 P
2g g
c=0.98~1.00(校正系数)
3.皮托管测定风速--安装
八零教育
4.计算截面风速、风量
八零教育
层流时的速度分布
湍流时的速度分布
u 0.5umax
u 0.82umax
圆管中的速度分布
4.计算截面风速、风量
八零教育
皮托管与机械风表测风法在现实中的运用与分析
皮托管与机械风表测风法在现实中的运用与分析瓦斯治理规定的“十二字”方针要求：“先抽后采、监测监控、以风定产”，由此可见，通风在矿井生产中处于一个非常重要的环节，影响各个工作地点的施工进度；为保证通风系统的合理化，各个地点的风量测定工作就显得尤为重要；本文重点分析与讨论皮托管测风法与机械风表测风法在风量测定中的运用。
标签：皮托管机械风表测风法0 引言皮托管又称空速管、毕托管，是测量流体点速度的装置；矿井测定风量所常用的是L型皮托管，是一个弯成直角的金属管，直角的一端为测头，测头的顶部是总压孔，侧面是静压孔，另一端是支杆，在支杆的末端是定向杆，通过软胶皮管同时将静压和全压的定向杆与微压计相连读取压差的方式进行流速测量，其校准系数α一般为0.99-1.01，是目前最完善的一种皮托管。
而机械风表主要由翼轮、蜗轮、蜗轮轴、计数器、指示针、回零闸压杆、离合闸、护壳、提环、底座等部件构成，按测量范围分为高速风表、中速风表和低速风表三种，通过叶轮旋转带动计数器的指针转动的方式来测量风量，是测量矿井风流平均速度的仪表。
根据《煤矿安全规程》第一百零五条规定：矿井必须建立测风制度，每十天进行一次全面测风。
对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。
因此，合理选择测风方法是安全生产的保障。
1 皮托管测风法1.1 测风原理皮托管测风法的工作原理是根据伯努利方程，通过压差确定流场中某处的流速，由流速与面积的乘积计算出流量。
计算公式如下：P-P0=1/2ρV2，（式中：P——所测点风流全压，P0——所测点风流静压，ρ——空气密度，V——所测点风流速度），由此可以推出测点的流速：V=■=■，△P为全压与静压之差，可以通过连接皮托管的微压计读出；考虑到全压与静压的测量误差，利用他们的测量读数进行流速计算时，应做适当的修正，其校准系数α一般为0.99-1.01，即可得出修正后测点的流速V=α■，因同一断面上速度场发布均匀，根据断面的大小不同，采用等面积环法，沿水平方向在每个面积环的面积平分线上布置测点（点数n 根据面积决定），各测点至圆心距离Ri通过下式计算：Ri=D■式中：i-从中心算起等面积环的编号，n-圆环数，D-断面直径；分别测定Ri处的风速V，求取n 个测点风速的平均值V0，带入风量计算公式：Q=V0×S，S为测量处断面面积；即可得出测量地点的风量。
全压,动压,静压 与 皮托管
皮托管，又名“空速管”，“风速管”，英文是 Pitot tube。
皮托管是测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状装置，由法国 H。
皮托发明而得名。
严格地说，皮托管仅测量气流总压，又名总压管；同时测量总压、静压的才称风速管，但习惯上多把风速管称作皮托管。
目录1 用途2 定义3 应用4 原理5 其他用途6 全压，动压,静压知识1 用途皮托管的构造如图，头部为半球形,后为一双层套管。
测速时头部对准来流，头部中心处小孔(总压孔)感受来流总压 p0，经内管传送至压力计。
头部后约 3～8D 处的外套管壁上均匀地开有一排孔（静压孔)，感受来流静压 p，经外套管也传至压力计。
对于不可压缩流动，根据伯努利方程和能量方程可求出气流马赫数，进而再求速度。
但在超声速流动中，皮托管头部出现离体激波,总压孔感受的是波后总压，来流静压也难以测准，因而皮托管不再适用。
总压孔有一定面积，它所感受的是驻点附近的平均压强,略低于总压，静压孔感受的静压也有一定误差，其他如制造、安装也会有误差，故测算流速时应加一个修正系数ζ.ζ值一般在 0.98～1。
05 范围内，在已知速度之气流中校正或经标准皮托管校正而确定.皮托管结构简单,使用方便，用途很广.如飞机头部或机翼前缘常装设皮托管，测量相对空气的飞行速度。
2 定义空速管也叫气流方向传感器或流向角感应器，与精密电位计（或同步机或解析器)连接在一起，提供出一个表示相对于大气数据桁架纵轴的空气流方向的电信号。
3 应用空速管是飞机上极为重要的测量工具。
它的安装位置一定要在飞机外面气流较少受到飞机影响的区域，一般在机头正前方,垂尾或翼尖前方。
同时为了保险起见，一架飞机通常安装 2 副以上空速管。
有的飞机在机身两侧有 2 根小的空速管。
美国隐身战斗机F—117 在机头最前方安装了 4 根全向大气数据探管，因此该机不但可以测大气动压、静压，而且还可以测量飞机的侧滑角和迎角.有的飞机上的空速管外侧还装有几片小叶片，也可以起到类似作用；垂直安装的用来测量飞机侧滑角，水平安装的叶片可测量飞机迎角,为了防止空速管前端小孔在飞行中结冰堵塞，一般飞机上的空速管都有电加温装置。
皮托管的构造,作用以及使用注意事项
皮托管1.皮托管结构如图所示为一般皮托管的结构,如图中可以看到皮托管外形是一个直角弯折的金属管，与管轴平行安置的直角边是测头，其顶端有一个总压孔，在其侧壁有若干个静压孔。
总压孔与静压孔不相通，分别用导压管引出，从静压孔至总压孔称为鼻端。
直角的另一边称为支杆，引出总压孔和静压孔的接头以便与微压计相连。
其上有定向杆，指示鼻端方向。
测量总压力的管子叫皮托管；测量静压力的管子叫静压管。
2.皮托管的作用皮托管是测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状装置，同时又可以测量总压、静压，所以又称风速管。
如果膜盒完全密封，里面的压力始终保持相当于地面空气的压力。
这样当飞机飞到空中，高度增加，空速管测得的静压下降，膜盒便会鼓起来，测量膜盒的变形即可测得飞机高度。
这种高度表称为气压式高度表。
3.皮托管的测量步骤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四倍管道直径。
离下游方向的局部弯头、变径结构应大于两倍管道直径。
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。
4.皮托管测速注意问题：a. 皮托管测量头的轴线与管壁的距离不得小于测头直径。
b. 皮托管的位置应测准到下列两个允差中的较小者。
±0.005x,其中x是平行于皮托管定位方向的管道尺寸；±0.005y，其中y是皮托管到最近管壁的距离。
c. 矩形横截面测量点的最小数目为25，测点位置应根据平行于各管壁的五条直线的交叉点来确定，若采用算术法计算轴向平均速度测点分布按有关规定执行。
d. 圆形横截面的各测点应被设置在同心圆上，在横截面上至少为两个相互正交的直径上，每个半径上至少3点，因而在一个截面中至少有12个测点。
e. 使用皮托管定期检验、标定。
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皮托管的构造和风量的测定方法
1、构造：皮托管是传送空气压力的工具，由内外两个同心圆小管组成，内管前端的中心孔与标有“+”号的脚管相通，外管前端不通，个管壁上有4~6个小眼（0.1D）,与标有”-“号的脚管相通,内外壁之间不相通。
2、风量测定：测量时，选择风流比较规整的任一断面，把皮托管的管嘴位置放在巷道的中心，正对风流，与风流方向平行；用两根胶皮管把皮托管的“+”、“-”号端分别与压差计“U”形管两端相连。
则管嘴的中心孔接受该断面上风流的静压和最大速压，外管壁上的小眼只接受静压。
故压差计两水平的高差就是该断面上风流最大的速压h vimax，再用下式计算出断面上的最大风速V imax：
V imax=(2h vimax/ρi )-2 m/s
若预先测出了该断面上平均风速V i和V imax的比值b，则用下式计算V i
V i=bV imax m/s
然后用上式或下式计算该断面上风流的平均速压：
h vi=(bV imax)2рi/2=b2h vimax Pa
若该断面的面积为S i(m2)，则可算出通过该断面的风量。
3、b值的测定
先把皮托管的管嘴板置在巷道中心点，用上式测算出最大风速，再沿巷道半径逐渐向上或向下移动，再分别测出各点
的风速，然后用下式算出b值：
b=V/V max=(V max+V1+…V n/n+1)/V max
每个测点距中心点的距离可用下式计算：
r i=r[(2i-1)/2n]-2 m
根据测得的V max、V1、V n可画出该断面上风速的分布图，也叫速度场。
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