毕托管及其他测速装置

（2）热线/热膜流速仪（HWFA）
原理：利用具有一定温度的金属探针（称为热敏元件）在不 同流速的流场中散热率存在差别的原理通过电测手段量测金 属探针的散热率来确定流速的大小。 工作机理：给热敏电阻通上恒定电流，并将电阻一端接入电 桥，当流体流过时，热敏电阻阻值变小使得输出电压减小， 放大器将电压放大再输入计算机处理就可得出具体的流速。 适用范围：热线流速仪：一般不能用于用于液流的流速测量 热膜：在较低的工作温度条件下（如30~60摄氏度） 具有较高的灵敏度，可用于液流和气流的流速测量
又因为
pA h g
pB h h g
得到
u 2gh
这就是读数 h 和A点流速u之间的理论关系
h 由于设计，制造上的各种缺陷，读数 不恰好等于A、B点上的 压强水头差。因此，实际应用时将上式修改成
u 2gh
式子中 ——总压管的流速系数，其值需要由实验来确定，理 想情况下 =1，质量较好的接近于1，一般情况下大于1
总压管的测量精度与测速范围取决于压强的测量精度。当存在较 大的流速梯度时，如图中的近壁区域，在测点附近流动是不对称 的，这种不对称可能引起一定的测量误差。一般来说，总压管适 用得水流流速范围为0.1~6.0m/s 。
应用毕托管量测点流速
ຫໍສະໝຸດ Baidu毕托管
原理：
当水流受到迎面物体的阻碍，被迫向两边（或四周）分流时，在 物体表面上受水流顶冲的A点流速等于零，称为滞止点（或驻 点）。在滞止点处水流的动能全部转化为压能。毕托管就是利用 这个原理制成的一种量测流速的仪器。 u0
pA u 2 H g 2g
A
h
uA =0
Hp
B u A
H
pA Hp g
u2 h 2g
A点—迎流孔（测速管） B点—侧面顺流孔（测压管）
u 2 g h
⊿h测速管与测压管的液面差
毕托管构造
如图，与迎流孔相同的是测速管，与侧面迎流孔（测压孔或 环形窄缝）相通的是测压管。
其他流速量测仪器
（1）旋桨式流速仪 原理：流体动量守恒原理，水流作用使叶轮旋转， 旋转产生的机械摩擦与水流作用平衡时，转速恒定 ，其转速与流速存在固定关系，因此就可确定流速 大小。 适用范围：可用于恒定流场中点流速的测量。广泛 用于室内和野外的流速测量。 当流速较低时由于转速与流速的线性关系差，因 此旋桨式流速仪不适宜小流速的量测。
优缺点：优点 是能够跟踪量测流速随时间的迅速变化 缺点 为仪器昂贵，探针消耗费用高，需要频繁率定， 对流体杂质含量的要求较严格等
（3）激光流速仪
原理：利用跟随流体运动的固相颗粒的激光多 普勒效应测量流体或固体流速的一种仪器，它 具有线性特性与非接触测量的优点，并且精度 高、动态响应快。 示踪粒子是利用运动微粒散射光的多普勒频 移来获的速度信息的。它实际上测的是微粒的 运动速度，同流体的速度并不完全一样。幸运 的是，大多数的自然微粒（空气中的尘埃，自 来水中的悬浮粒子）在流体中一般都能较好地 跟随流动。
毕托管及其他 流速测量装置
卢东昱
余志义
王斌
总压管 应用毕托管量测点流速 其他流速量测仪器
毕托管工作原理——总压管
如图所示，总压管是一根两端开口、中间弯曲的 测压管，对准流动方向的探头为半球形。 由于流体运动受阻，在B点形成流速为零的滞止点， 应用理想流体的伯努利方程得到
pA u 2 pB g 2g g
谢谢！
（4）示踪式流速计
原理：其通过测示踪物质的速度来测量流速，需在流 场的释放点放置跟随性好的示踪物质，并在一定距离 的下游监测点监测示踪物质的到达时间，根据其时间 差和距离差来计算两点间平均流速。 示踪物质： 根据测量要求，盐水，气泡等常作为示 踪物质，释放与监测使用一定的电控手段，提高精度。 优缺点：优点在于气液、气固等两相流中，能够克服 悬浮体（气泡或固体颗粒）的干扰，有效测量较小流 速； 缺点在于精度较低。 适用范围：示踪流速计一般用于特殊情况的流速测量。