（四）毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1.通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能； 2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。 二、实验装置 本实验的装置如图4.1所示。 图4.1毕托管实验装置图 1.自循环供水器； 2.实验台； 3.可控硅无级调速器； 4.水位调节阀； 5.恒压水箱； 6.管嘴 7.毕托管；8.尾水箱与导轨；9.测压管；10.测压计；11.滑动测量尺（滑尺）；12.上回水管。 说明： 经淹没管嘴6，将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。测压计10的测压管1、2用以测量低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。
图 4.2 毕托管结构示意图 三、实验原理 图4.3 毕托管测速原理图 h k h g c u ?=?=2 g c k 2=（4.1） 式中：u ——毕托管测点处的点流速； c ——毕托管的校正系数； h ?——毕托管全压水头与静水压头差。 H g u ?'=2?（4.2） 联解上两式可得H h c ??='/?（4.3） 式中：u ——测点处流速，由毕托管测定； ?'——测点流速系数； H ?——管嘴的作用水头。 四、实验方法与步骤 1、准备)(a 熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原理。)(b 用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。)(c 将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约2~3cm ，上紧固定螺丝。
2、开启水泵顺时针打开调速器开关3，将流量调节到最大。 3、排气待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽，必须重新排气。 4、测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。 5、改变流速操作调节阀4并相应调节调速器3，使溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速。改变流速后，按上述方法重复测量。 6、完成下述实验项目： （1）分别沿垂向和沿流向改变测点的位置，观察管嘴淹没射流的流速分布； （2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在6~10倍以内时，误差在2~5%以上，不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中，予以验证。 7、实验结束时，按上述3的方法检查毕托管比压计是否齐平。 五、实验结果及要求 实验装置台号NO. 校正系数c=1.0, k=44.27 cm0.5/s
文丘里流量计实验实验报告 实验日期：2011.12.22 一、实验目的： 1、学会使用测压管与U 型压差计的测量原理； 2、掌握文丘里流量计测量流量的方法和原理； 3、掌握文丘里流量计测定流量系数的方法。 二、实验原理： 流体流径文丘里管时，根据连续性方程和伯努利方程 Q vA =（常数） H g v p z =++22 γ（常数） 得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式（1、2断面） h K p z p z g d d d Q ?=?????????? ??+-???? ? ?+???? ??-=γγπ221141222214 1 由于阻力的存在，实际通过的流量Q '恒小于Q 。引入一无量纲系数Q Q '=μ（μ称为流量系数），对计算所得的流量值进行修正。 h K Q Q ?=='μμ h K Q ?' =μ 在实验中，测得流量Q '和测压管水头差h ?，即可求得流量系数μ，μ一般在0.92～0.99之间。 上式中 K —仪器常数 g d d d K 214 141222???? ??-=π h ?—两断面测压管水头差 ??? ? ??+-???? ??+=?γγ2211p z p z h h ?用气—水多管压差计或电测仪测得，气—水多管压差计测量原理如下图所示。
1h ? 2h ? H 3 1H 2H 1z 2z 气—水多管压差计原理图 根据流体静力学方程 γγ22231311 p H h H h H H p = +?-+?--- 得 221121H h h H p p -?+?++=γγ 则 )()(222211212211γγγγp z H h h H p z p z p z +--?+?+++=??? ? ??+-???? ?? + 212211)()(h h H z H z ?+?++-+= 由图可知 )()(4321h h h h h -+-=? 式中，1h 、2h 、3h 、4h 分别为各测压管的液面读数。 三、实验数据记录及整理计算（附表） 文丘里流量计实验装置台号：2 d1=1.4cm d2=0.7cm 水温t=13.1℃ v=0.01226cm 2/s 水箱液面标尺值▽0=38cm 管轴线高程标尺值▽=35.7cm 实验数据记录表见附表 四、成果分析及小结： 经计算 K=17.60cm 2.5/s u=1.064 由实验计算结果看各组数据的相差较大，可以判断实验的精密度不高，实验 与理论值有偏差。误差来源主要有实验测量值的不准确，人为造成的主管因素较大。 五、问题讨论： 为什么计算流量Q 理论与实际流量Q 实际不相等？ 答：因为实际流体在流动过程中受到阻力作用、有能量损失（或水头损失），而计算流量是假设流体没有阻力时计算得到的，所以计算流量恒大于实际流量。
武汉大学教学实验报告 学院：水利水电学院 专业： 水文与水资源 2013年4月20日 实验名称 流速量测（毕托管）实验 指导老师 陆晶 姓名 陈肖敏 年级 11级 学号 2011301580311 成绩 一：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。 二、主要仪器设备 毕托管、比压计及水槽。简图如下： 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γ p z + ，在测压牌上所反映 的水面差g u p z g u p z h 2)()2(2 2=+-++=?γγ即为测点的流速水头。 二：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 为了提高量测的精度，将比压计斜放成α角，若两测压管水面之间的读数差为L ?，则有αsin L h ?=?，从而可以求得测点的流速表达式： αsin 22L g C h g C u ?=?= 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 ，就是垂线的平均流速u 。 垂线平均流速： h w u = 式中 u —垂线平均流速（cm/s ）； w —垂线流速分布图的面积（cm 2）； h —水深（cm ）。 2、断面平均流速的计算 断面平均流速： ∑==n i i u n v 1 1 式中 v —断面平均流速（cm/s ）； i u —第i 根垂线上的平均流速（cm/s ） ；n —垂线个数。 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： A v Q ?=测 式中 Q 测—实测流量（cm 3 /s ）；v —断面平均流速（cm/s ）；A —过水断面面积（c ㎡）。 实验流量从电磁流量计中读出。
中国灌区协会“全国灌区量水技术研讨班”教材 流速仪测流法 及水工建筑物量水率定 郭宗信 河北省石津灌区管理局
第一章流速仪测流法 第一节流速仪测流的基本方法 与测线布设 流速仪测量河渠流量是利用面积～流速法，即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速，然后乘以部分过水面积，求得部分流量，再计算其代数和得出断面流量。 从水力学的紊流理论和流速分布理论可知，每条垂线上不同位置的流速大小不一，而且同一个点的流速具有脉动现象。所以用流速仪测量流速，一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。 （一）基本方法 流速仪测流，在不同情况或要求下，可采用不同的方法。其基本方法，根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。 1.精测法： 精测法是在断面上用较多的垂线，在垂线上用较多的测点，而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。用以研究各级水位下测流断面的水流规律，为精简测流工作提供依据。 2.常测法： 常测法是在保证一定精度的前提下，在较少的垂线、测点上测速的一种方法。此法一般以精测资料为依据，经过精简分析，精度达到要求时，即可作为经常性的测流方法。
3.简测法： 在保证一定精度的前提下，经过精简分析，用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。在水流平缓，断面稳定的渠道上可选用单线法。 （二）测线布设 测流断面上测深、测速垂线的数目和位置，直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。 国际标准规定，在比较规则整齐的渠床断面上，任意两条测深垂线的间距，一般不大于渠宽的1/5，在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。测深垂线应分布均匀，能控制渠床变化的主要转折点。一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。 测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为： B N0=2 D 式中：N0——测速垂线数目； B——水面宽； D——断面平均水深。 常测法的垂线数目与宽深比的关系式为： B N0= D 简测法的测速垂线数目及其布置，应通过精简分析确定。主流摆动剧烈或渠床不稳的测站，垂线不宜过少，垂线位置应优先分布在主流上。垂线较少时，应尽量避免水流不平稳和紊动大的岸边或者回流区附近。 由于灌溉渠道的断面一般都比较规则，有些测站修建了标准断面，故
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==
毕托管测流速流量 实 验 指 导 书 深圳大学土木工程学院 2011.05 毕托管测流速流量
实验指导书 一、实验目的 1、了解毕托管测速的构造和测速原理，掌握用毕托管测量流速的方法。 2、测定管嘴淹没出流的测点流速和流速系数。 二、实验装置（见图1） 经淹没管嘴将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。测压计的测压管用以测量高、低水箱位置水头，以及测量测点的总水头和测压管水头，水位调节阀用以改变测点的流速水头。 图 1 三、实验原理 1毕托管测试公式： (1) 2g △h C =u 式中：u —毕托管测点处的点流速 C —毕托管的校正系数 h —毕托管总水头与测压管水头差 2管嘴出流测速公式：
u=Φ2g△H(2) 式中：u—测点处流速，由毕托管测定 Ф—测点流速系数 ?H—管嘴的作用水头 四、实验方法与步骤 1、准备： （A）熟悉实验装置各部分名称、作用性能和毕托管的构造特征、实验原理； （B）用软胶管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管相连通； （C）将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约2～3㎝，上紧固定螺丝。 2、开启水泵：将流量调节到最大处。 3、排气：待上、下游溢流后用吸气球放在测压管口部抽吸，排除毕托管及连通管中的气体，待其中气体全部排除干净后，方可开始下步实验。 4、测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。 5、改变流速：操作调节阀，并，并相应调节水阀，使溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速。改变流速后，按上述方法重复测量。 6、完成下述实验项目（要求边实验、边观察分析）： （1）分别沿垂向和纵向改变测点位置，观察管嘴淹没射流的流速分布； （2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在6～10倍以内，误差在（2～5）%以上，不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中予以验证。 7、实验结束时，检查毕托管及联通管中是否有气体。若有，则需要重新开始实验。 五、实验报告及成果要求 实验记录及计算（见参考表格） 六、讨论题 1、利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验是否羊净？ 2、毕托管的动压头?h和上、下游水位差?H之间的大小关系怎样？为什么 3、你所测出的流速系数Ф说明了什么？
中南大学 仪器与自动检测实验报告 冶金科学与工程院系冶金专业班级 姓名学号同组者同班同学 实验日期2013 年 4 月 08 日指导教师 实验名称：流量计性能测试实验 一、实验目的 1．掌握流量计性能测试的一般实验方法； 2．了解倒U型压差计的使用方法； 3．应用体积法，测定孔板流量计、文丘里流量计的标定曲线; 4．验证孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数C0与雷诺数Re的关系曲线。 二、实验原理 流体流过孔板流量计或文丘里流量计时，都会产生一定的压差，而这个压差与流体流过的流速存在着一定的关系。 1．孔板流量计或文丘里流量计的标定 流体在管内的流量可用体积法测量： V= a·?h /τ(1) 式中：V——管内流体的流量，L/s； a——体积系数，即计量筒内水位每增加1cm所增加的水的体积，本实验中a=0.6154 L/cm；
?h ——计量筒液位上升高度，?h = h1- h0，cm ； h1——计量筒内水位的初始读数，cm ； h0——计量筒内水位的终了读数，cm ； τ ——与?h 相对应的计量时间，s 。 测出与V 相对应的孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数R ，即可在直角坐标纸上标绘出对应流量计的V ～R 标定曲线。 其中， R ——孔板流量计（或文丘里流量计）的压差读数，cm 。 2．孔流系数C0与雷诺数Re 关系测定 流体在管内的流量和被测流量计的压差R 存在如下的关系： 3 00102??? ?=ρ P C A V (2) 其中，2 10-???=?g R P ρ （3） 2 00102??= Rg A V C (4) 式中： A0——孔板流量计的孔径（或文丘里流量计喉径）的截面积，m2，本实验中孔板孔d0=17.786mm ，文丘里流量计喉径d0=19.0mm ； C0——孔板流量计（或文丘里流量计）的孔流系数； g ——重力加速度，g=9.807m/s2。 又知 μ ρ du = Re （5） 式中： Re ——雷诺数； d ——水管的内径，m ，本实验中d =0.0238m ； ρ—— 流体的密度，kg/m3； μ—— 流体的粘度，Pa ·s 。 u ——水管内流体流速，m/s,
作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 （四）毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1.通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能； 2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。 二、实验装置 本实验的装置如图4.1所示。 图4.1毕托管实验装置图 1.自循环供水器； 2.实验台； 3.可控硅无级调速器； 4.水位调节阀； 5.恒压水箱； 6.管嘴 7.毕托管；8.尾水箱与导轨；9.测压管；10.测压计；11.滑动测量尺（滑尺）；12.上回水管。 说明： 经淹没管嘴6，将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。测压计10的测压管1、2用以测量低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。
图 4.2 毕托管结构示意图 三、实验原理 图4.3 毕托管测速原理图 h k h g c u ?=?=2 g c k 2= （4.1） 式中：u ——毕托管测点处的点流速； c ——毕托管的校正系数； h ?——毕托管全压水头与静水压头差。 H g u ?'=2? （4.2） 联解上两式可得 H h c ??='/? （4.3） 式中：u ——测点处流速，由毕托管测定； ?'——测点流速系数； H ?——管嘴的作用水头。 四、实验方法与步骤 1、准备 )(a 熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原理。)(b 用
(c将毕托管对准管嘴，医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。) 距离管嘴出口处约2~3cm，上紧固定螺丝。 2、开启水泵顺时针打开调速器开关3，将流量调节到最大。 3、排气待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽，必须重新排气。 4、测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。 5、改变流速操作调节阀4并相应调节调速器3，使溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速。改变流速后，按上述方法重复测量。 6、完成下述实验项目： （1）分别沿垂向和沿流向改变测点的位置，观察管嘴淹没射流的流速分布； （2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在6~10倍以内时，误差在2~5%以上，不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中，予以验证。 7、实验结束时，按上述3的方法检查毕托管比压计是否齐平。 五、实验结果及要求 实验装置台号NO. 校正系数c=1.0, k=44.27 cm0.5/s 实验记录表格
气体流量和流速及与压力的关系 流量以流量公式或者计量单位划分有三种形式： 体积流量：以体积/时间或者容积/时间表示的流量。如：m3/h ,l/h 体积流量（Q）＝平均流速（v）×管道截面积（A） 质量流量：以质量/时间表示的流量。如：kg/h 质量流量（M）＝介质密度（ρ）×体积流量（Q） ＝介质密度（ρ）×平均流速（v）×管道截面积（A） 重量流量：以力/时间表示的流量。如kgf/h 重量流量（G）＝介质重度（γ）×体积流量（Q） ＝介质密度（ρ）×重力加速度（g）×体积流量（Q） ＝重力加速度（g）×质量流量（M） 气体流量与压力的关系 气体流量和压力是没有关系的。 所谓压力实际应该是节流装置或者流量测量元件得出的差压，而不是流体介质对于管道的静压。这点一定要弄清楚。举个最简单的反例：一根管道，彻底堵塞了，流量是0 ，那么压力能是 0吗？好的，那么我们将这个堵塞部位开1个小孔，产生很小的流量，（孔很小啊），流量不是0了。然后我们加大入口压力使得管道压力保持原有量，此刻就矛盾了，压力还是那么多，但是流量已经不是0了。因此，气体流量和压力是没有关系的。 流体(包括气体和液体)的流量与压力的关系可以用流体力学里的-伯努利方程-来表达: p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C 式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度.z 为垂直方向高度;g为重力加速度,C是不变的常数。 对于气体，可忽略重力，方程简化为: p+(1/2)*ρv ^2=C 那么对于你的问题,同一个管道水和水银,要求重量相同,那么水的重量是G1=Q1 *v1,Q1是水流量,v1是水速. 所以G1=G2 ->Q1*v1=Q2*v2->v1/v2=Q2/Q1 p1+(1 /2)*ρ1*v1 ^2=C p2+(1/2)*ρ2*v2 ^2=C ->(C-p1)/(C-p2)=ρ1*v1/ρ2*v2 -> (C-p1)/(C-p2)=ρ1*v1/ρ2*v2=Q2/Q1 ->(C-p1)/(C-p2)=Q2/Q1 因此对于你的问题要求最后流出的重量相同,根据推导可以发现这种情况下,流量是由压力决定的,因为p1如果很大的话,那么Q1可以很小,p1如果很小的话Q1就必须大.
流量计实验报告
中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告 实验日期：成绩： 班级：学号：姓名：教师：李成华 同组者： 实验三、流量计实验 一、实验目的（填空） 1．掌握孔板、文丘利节流式流量计的工作原理及用途； 2．测定孔板流量计的流量系数 ，绘制流量计的校正曲线； 3．了解两用式压差计的结构及工作原理，掌握其使用方法。 二、实验装置 1、在图1-3-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称： 本实验采用管流综合实验装置。管流综合实验装置包括六根实验管路、电磁流量计、文丘利流量计、孔板流量计，其结构如图1-3-1示。
F1——文丘里流量计；F2——孔板流量计；F3——电磁流量计；C——量水箱；V——阀门；K——局部阻力实验管路 图1-3-1 管流综合实验装置流程图
说明：本实验装置可以做流量计、沿程阻力、局部阻力、流动状态、串并联等多种管流实验。其中V8为局部阻力实验专用阀门，V10为排气阀。除V10外，其它阀门用于调节流量。 另外，做管流实验还用到汞-水压差计（见附录A）。 三、实验原理 1．文丘利流量计 文丘利管是一种常用的量测有压管道流量的装置，见图1-3-2属压差式流量计。它包括收缩段、喉道和扩散段三部分，安装在需要测定流量的管道上。在收缩段进口断面1-1和喉道断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，就可计算管道的理论流量Q ，再经修正得到实际流量。 2．孔板流量计 如图1-3-3，在管道上设置孔板，在流动未经孔板收缩的上游断面1-1和经孔板收缩的下游断面2-2上设测压孔，并接上比压计，通过量测两个断面的测压管水头差，可计算管道的理论流量
福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心 学生实验报告 工程流体力学实验 题目： 实验项目1：毕托管测速实验 姓名：卞明勇学号：051001501 组别：1 实验指导教师姓名：艾翠玲 同组成员：陈承杰陈思颖陈彦任戴晓斯 2012年1月8日 实验一毕托管测速实验 一、实验目的要求： 1．通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用测压管测量点流速的技术和 使用方法。 2．通过对毕托管的构造和适用性的了解及其测量精度的检验，进一步明确水力学量测仪 器的现实作用。 3.通过对管口的流速测量，从而分析管口淹没出流，流线的分布规律。 二、实验成果及要求 三、实验分析与讨论 1．利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？ 答：若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。 排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内 的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面 齐平，齐平则表示排气已干净。 2．毕托管的压头差δh和管嘴上、下游水位差δh之间的大小关系怎样？为什么？答： 由于且即 一般毕托管校正系数c=11‰（与仪器制作精度有关）。喇叭型进口的管嘴出流，其中心 点的点流速系数=0.9961‰。 所以 。 3．所测的流速系数??说明了什么？答：若管嘴出流的作用水头为速v，则有 ，流量为q，管嘴的过水断面积为a，相对管嘴平均流 称作管嘴流速系数。 若相对点流速而言，由管嘴出流的某流线的能量方程，可得 式中：为流管在某一流段上的损失系数；为点流速系数。 本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.995，表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能 的过程中有能量损失，但甚微。 实验结论： 表格中我们可以得出： 1,。测点流速系数在轴线上时最大，为0.99，在轴线两边时流速系数较小为0.30，且 几乎呈对称分布，通过对比毕托管在管轴线上不同位置得出的。 2. 测点流速在阀门半开，全开，全闭时流速不同，（全开时最大，半开次之，全闭最小）， 但流速系数几乎不变，说明流速系数不由流量大小决定。 3. 试验中流速在同一高程时，离管嘴距离仅处流速较大，远离管嘴处流速较小，主要是 因为淹没出流时，流体的粘滞性形成的阻力所影响。
毕托管测量流速实验 一.实验目的要求 1. 了解毕托管的工作原理。 2. 验证毕托管流量计算公式； 3. 通过对毕托管测量流速的实验，进一步掌握毕托管的特性和适用环境； 二.实验装置 本实验的装置如图所示。 图3毕托管测量流速实验装置图 A 、电动机 B 、风门 C 、风机 D 、U 形管微压计 E 、毕托管 F 、工作台 三.实验原理 毕托管由总压探头和静压探头组成。利用流体总压和静压之差来测量流速的。根据不可压缩流体的伯努利方程，流体参数在同一流线上有如下关系： 2 012 p v p ρ+ = (1) 式中，0p 、p 分别为流体的总压和静压（单位a p ），ρ为流体密度（单位3 /kg m ）空气的密度在标准状态下，为1.29，v 为流体流速（单位/m s ）。 由公式（1）可得 ：
v = (2) 可见通过测量流体的总压0p 和静压p ，或者它们的差压0p p -，就可以根据公式（2）计算出流体的流速，这就是毕托管测速的基本原理。 为了修正总压和静压的测量误差，引入毕托管的校准系数ζ（生产厂家标定给出0.85），从而: v ζ = (3) 当被测流体为气体时，且流动的马赫数（速度与声速之比）＞0.3时，应考虑压宿性效应，这时计算公式为： v ζ = (4) 公式（4）中，ε为气体的压缩性修正系数，可由下表查取。 表 压缩性修正系数与的关系 四.实验方法与步骤 1，熟悉实验装置各部分名称.结构特征.作用性能，记录有关常数。 2，启动风机，整风门位置至全开。 3，观察U 形管微压计，记录差压0p p -，同时记录热球风速仪数据 4，整风门位置，U 形管微压计差压数据每减少4毫米，重复步骤3直到风门全闭。 五.实验成果及要求 1.记录有关数据。 六.实验分析与讨论 比较热球风速仪测量的v 和用毕托管测量的差压0p p -计算的v 误差大小，分析原因。
课程实验报告 学年学期 2012—2013学年第二学期课程名称工程水文学 实验名称河道测深测速实验 实验室北校区灌溉实验站 专业年级热动113 学生姓名白治朋 学生学号 2011012106 任课教师向友珍李志军 水利与建筑工程学院
1 实验目的 （1）了解流速仪的主要构造及其作用、仪器的性能。 （2）掌握流速仪的装配步骤与保养方法。 （3）了解流速仪测流的基本方法。 2 实验内容 LS25-3C型旋浆流速仪是一种新改型仪器，采用磁电转换原理，无触点式测量，信号采集数多，灵敏度高，防水，防沙性能好，仪器结构紧凑，是一种大量程的流速仪。适用于一般河流，水库、湖泊、河口、水电站、溢港道等高、中、低流速测量。配用HR型流速测算仪。 2.1 主要技术指标 （1）测速范围： V＝0.04-10 m／s （2）仪器的起转速： Vo≤0.035 m／s （3）临界速度： Vk≤0.12m／s （4）每转四个信号 （5）旋浆水力螺距： K=250mm(理论) （6）检定公式全线均方差：M≤1.5％ （7）信号接收处理：HR型流速仪测算仪(适应线性关系) （8）测流历时： 20s、50s、l00s或1~999s任意设置 （9）测量数位：四位有效数 （10）显示查询方式：显示内容有时间、K值、C值、历时T、流速V、信号数等。 （11）参数设置及保存：可调校时间及设置K、C、T值等参数，设置后参数在掉电状态能长期 2.2仪器结构 本仪器按工作原理可分为：感应，传信，测算，尾翼部份。仪器测流时的安装方式有悬杆，转轴和测杆等几种。 （1）感应部份为一个双叶螺旋浆，安装于支承系统上灵敏地感应水流速度的变化。旋浆的转速与水流速度之间的函数关系由流速仪检定水槽实验得出。 （2）传信部份由磁钢，接收电子器件一霍尔传感器构成，浆叶旋转带动磁钢转动。 （3）HR型流速测算仪控制板由89CXX系列单片机及有关电路组成，液晶显示采用的是二线式串行
文丘里流量计实验 一、实验目的和要求 1．通过测定流量系数，掌握文丘里流量计量测管道流量的技能； 2．掌握气一水多管压差计量测压差的技能； 3．通过实验与量纲分析，了解应用量纲分析与实验结台研究水力学问题的途径，进而掌握文丘里流量计水力特征。 二、实验原理 根据能量方程式和连续性方程式，可得不计阻力作用时的文丘里管过水能力关系式 h K p Z p Z g d d d q V ?=+-+-= )]/()/[(21 )( 422114 2 12 1 γγπ ‘ (6-9) 1)/(/ 24 4 212 1 -= d d g d K π )()(2 21 1γ γ p Z p Z h + -+ =? 式中：h ?为两断面测压管水头差,m 。 由于阻力的存在，实际通过的流量V q 恒小于' V q 。今引入一无量纲系数’ V V q q =μ (μ称为流量系数)，对计算所得的流量值进行修正。 即 h K q q V V ?=' =μμ (6-10) 另外由水静力学基本方程可得气—水多管压差计的h ?为 4321h h h h h -+-=? 三、实验装置 本实验的装置如图6-10 所示。 在文丘里流量计的两个测量断面上，分别有4个测压孔与相应的均压环连通，经均压环均压后的断面压强由气-水多管压差计9测量（亦可用电测仪量测）。
1.自循环供水器； 2.实验台 3.可控硅无级调速器 4.恒压水箱 5.有色水水管 6.稳水孔板 7.文丘里实验管段 8.测压计气阀 9.测压计10.滑尺11.多管压差计12.实验流量调节阀 图6—10文丘里流量计实验装置图 四、实验方法与步骤 1.测记各有关常数。 2.开电源开关，全关阀12，检核测管液面读数 4321h h h h -+-是否为0，不为0时，需查出原因并予以排除。 3.全开调节阀12检查各测管液面是否都处在滑尺读数范围内？否则，按下列步骤调节：拧开气阀8，将清水注入测管2、3，待2432≈=h h cm ，打开电源开关充水，待连通管无气泡，渐关阀12，并调开关3至5.2821≈=h h cm ，即速拧紧气阀8。 4.全开调节阀门，待水流稳定后，读取各潮压管的液面读数1h 、2h 、3h 、4h ，并用秒表、量筒测定流量。 5.逐次关小调节阀，改变流量7～9次，重复步骤4，注意调节阀门应缓慢。 6.把测量值记录在实验表格内，并进行有关计算。 7.如测管内液面波动时，应取时均值。 8.实验结束，需按步骤2校核压差计是否回零。 五、实验结果处理及分析 1.记录计算有关常数。 实验装置台号No____ =1d m ， =2d m ， 水温=t ℃， =ν m 2/s ， 水箱液面标尺值=?0 cm ， 管轴线高程标尺值=? cm 。 2 整理记录计算表6-9 6-10
实验一 明渠水流速度分布测量 1..1 实验目的 1．掌握毕托管工作原理和使用方法 2．测量明渠断面的流速分布，绘制流速分布图。 1.2. 实验装置及实验原理 图1 毕托管 图2 测速装置 本实验用毕托管测量明渠的水流速度分布。如图1所示，毕托管由总压管0和静压管1组成。设水流某点的速度为u 。当水从上游流向管口0的时候，流体作减速运动，流至0处速度为零，此处压强为p 0（称为总压）。然后水流绕过毕托管继续向下游运动，水流速度逐渐增加，当水流到达管口1的时候，速度值恢复至u ，此处压强为p （称为静压）。利用沿流线的伯努利方程，可得到毕托管的流速计算公式： )(2 0p p u -=ρ (1.1) 只要测出总压与静压的差值p 0-p ，便可计算流速。 本实验利用倾斜式的比压计测量压差，参见图2。设比压计左、右液柱的液面高程分别为z 3和z 4，则有 )()(13020z z g p z z g p --=--ρρ (1.2) 由于，z 0=z 1，因此 θρρsin )(320L g z z g p p ?=-=- (1.3) 式中L ?是比压计左、右液柱长度之差，θ是比压计的水平倾角。毕托管的流速公式为 θ?sin 2L g u ?= (1.4) 式中?称为毕托管的流速系数。由于流体粘性、制造工艺等诸多因素的影响，?的值小于1。工艺精细的毕托管，?=0.98~0.99。 测量时，可将毕托管上、下移动，以便测出断面上各点的水流速度，如图2所示。在渠底附近，速度变化较快，测点应布置得密一些。水面上的流速无法测量，可以认为水面流速与水面下的邻点的流速相等。 1.3 实验步骤 1.毕托管的注水及排气。
毕托管测速实验
（四）毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1.通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能； 2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。 二、实验装置 本实验的装置如图4.1所示。 图4.1毕托管实验装置图 1.自循环供水器； 2.实验台； 3.可控硅无级调速器； 4.水位调节阀； 5.恒压水箱； 6.管嘴 7.毕托管；8.尾水箱与导轨；9.测压管；10.测压计；11.滑动测量尺（滑尺）；12.上回水管。 说明： 经淹没管嘴6，将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。测压计
（4.3） 式中：u——测点处流速，由毕托管测定； ?'——测点流速系数； ?——管嘴的作用水头。 H 四、实验方法与步骤 1、准备)(a熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原理。)(b用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。)(c将毕托管对准管嘴，距离管嘴出口处约2~3cm，上紧固定螺丝。 2、开启水泵顺时针打开调速器开关3，将流量调节到最大。 3、排气待上、下游溢流后，用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕托管及各连通管中的气体，用静水匣罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽，必须重新排气。 4、测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。 5、改变流速操作调节阀4并相应调节调速器3，使溢流量适中，共可获得三个不同恒定
水位与相应的不同流速。改变流速后，按上述方法重复测量。 6、完成下述实验项目： （1）分别沿垂向和沿流向改变测点的位置，观察管嘴淹没射流的流速分布； （2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在6~10倍以内时，误差在2~5%以上，不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中，予以验证。 7、实验结束时，按上述3的方法检查毕托管比压计是否齐平。 五、实验结果及要求 验装置台号NO. 校正系数c=1.0, k=44.27 cm0.5/s 实验记录表格 实验上、下游水位 计 毕托管测压计 测点 流速 测点 流速
（二）不可压缩流体恒定流能量方程（伯努利方程）实验 一、实验目的 1．验证流体恒定总流的能量方程； 2．通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性； 3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。 二、实验原理 在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面，在恒定流动时可以列出进口断面（1）至另一断面（i ）的能量方程式（i =2,3,……,n ） 22 1 111122i i i i i P a P a Z Z hw g g υυγγ-++=+++ 取a 1=a 2=…a n =1，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出p Z γ +值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速υ及 2 2g αυ，从而即可得到各断面测管水头和总水头。 三、实验装置 1.实验装置如图 2.1所示。
2.装置说明 （1）本仪器测压管有两种： ① 毕托管测压管（表2.1中标*的测压管），用以测量毕托管探 头对准点的总水头值2 ()2p u H Z g γ'=++，须注意一般情况下H '与断面平 均总水头值2 ()2p H Z g υγ =++ 不同（因一般u υ≠），它的水头线只能定 性表示总水头变化趋势，不能用于定量计算； ② 普通测压管（表2.1未标*者），用以定量量测测压管水头值。 （2）流量测量——称重法或量体积法 称重法或量体积法是在某一固定的时间段内，计量流过水流的重量或体积，进而得出单位时间内流过的流体量，是依据流量定义的测量方法。
本实验流量用阀13调节，流量用称重法或量体积法测量。用秒表计时，用电子秤称重，小流量时也可用量筒测量流体体积。为保证测量精度，一般要求计时大于15~20s。 （3）测点所在管段直径 测点6*、7所在喉管段直径为d2，测点16*、17所在扩管段直径为d3，其余直径均为d1。 四、实验方法与步骤 1．熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。 2．打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，全开调节阀13，将实验管道7中气体完全排尽，再检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平则需查明故障原因（例连通管受阻、漏气或夹气泡等）并加以排除，直至调平。 3．打开阀13，观察思考：1）测压管水头线和总水头线的变化趋势；2）位置水头、压强水头之间的相互关系；3）测点2、3测管水头同否？为什么？4）测点12*、13测管水头是否不同？为什么？5）当流量增加或减少时测管水头如何变化？ 4．调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量（毕托管供演示用，不必测记读数）。 5．改变流量2次，重复上述测量。其中一次阀门开度大至使19号测管液面接近标尺零点。 五、实验数据及处理 1．记录有关常数 实验设备名称：实验台号： 均匀段d1= cm 喉管段d2= cm 扩管段d3= cm
毕托管测速实验Prepared on 22 November 2020
（四）毕托管测速实验 一、实验目的和要求 1.通过对管嘴淹没岀流点流速及点流速系数的测量，掌握用毕托管测量点流速的技能； 2.了解普朗特型毕托管的构造和适用性，并检验其量测精度，进一步明确传统流体力学量测仪器的现实作用。 二、实验装置 本实验的装置如图所示。 图毕托管实验装置图 I.自循环供水器；2.实验台；3.可控硅无级调速器；4.水位调节阙,5.恒压水箱，6.管 嘴 7.毕托管；8.尾水箱与导轨；9.測压管；10.測压计；II.滑动測量尺（滑尺）；12.上回水 管。 说明： 经淹没管嘴6,将高低水箱水位差的位能转换成动能，并用毕托管测出其点流速值。测压计10的測压管1、2用以测量低水箱位置水头，测压管3、4用以测量毕托管的全压水头和静压水头，水位调节阀4用以改变测点的流速大小。 图毕托管结构示急圏 三、实验原理 图毕托管测速原理图 k=c^2g（）式中：u—毕托管测点处的点流速； c——毕托管的校正系数； 団——毕托管全压水头与静水压头差。
() 式中：“—测点处流速，由毕托管测定; 联解上两式可得(p f = c V A/J / A// 吠——测点流速系数; 囲——管嘴的作用水头。 四、实验方法与步骤 1、准备（，）熟悉实验装置各部分名称、作用性能，搞清构造特征、实验原理。（们用医塑管将上、下游水箱的测点分别与测压计中的测管1、2相连通。（c）将毕托管对准管嘴.距离管嘴出口处约2~3cm,上紧固定螺丝。 2、开启水泵顺时针打开调速器开关3,将流量调节到最大。 3、排气待上、下游溢流后.用吸气球（如医用洗耳球）放在测压管口部抽吸，排除毕托管及各连通管中的气体用静水匣罩住毕托管，可检查测压计液面是否齐平，液面不齐平可能是空气没有排尽.必须重新排气。 4、测记各有关常数和实验参数，填入实验表格。 5、改变流速操作调节阀4并相应调节调速器3,使溢流量适中，共可获得三个不同恒定水位与相应的不同流速：改变流速后，按上述方法重复测量。 6、完成下述实验项目： （!）分别沿垂向和沿流向改变测点的位置.观察管嘴淹没射流的流速分布； （2）在有压管道测量中，管道直径相对毕托管的直径在6~10倍以内时.误差在2~5%以上，不宜使用。试将毕托管头部伸入到管嘴中.予以验证。 7、实验结束时，按上述3的方法检查毕托管比压计是否齐平。 五、实验结果及要求 实验装置台号W. 校正系数c=, k=41. 27 cs
1.7 流速和流量的测定
1.7.1 测速管
1.7.2 孔板流量计 1.7.3 文丘里流量计 1.7.4 转子流量计 其它流量计
测量原理:力学原理、热学原理、声学原 理、电学原理、光学原理、原子物理学原 理等。
目前分为:容积式流量计、差压式流量计、 浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、 流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流 量计和插入式流量计等。
1.7.1 测速管（皮托管，Pitot tube ）
一、结构
二、原理
内管A处
pA
=
p
+
1
.
u2
ρ ρ2
外管B处
静压能p/ρ和动压能ū2/2之和，合称
pB = p
ρρ
冲压能（impact pressure energy）
?p
=
pA
?
pB
=(p
+
1
.
u2
)
?
p
=
1
.
u2
ρ ρ ρ ρ2 ρ 2
点速度：
.
u=
2?p
ρ
即
.
u=
2Rg(ρ0 ? ρ)
ρ
讨论：
（1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布 曲线；
（2）流量的求取：
∫ 由速度分布曲线积分 VS = udA
测管中心最大流速，由 u umax ~ Remax 求平 均流速，再计算流量。
三、安装
（1）测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距 离； （2）皮托管管口截面严格垂直于流动方向； （3）皮托管外径d0不应超过管内径d的1/50，即 d0