用皮托管測量流量
皮托管只用測量流場中某一點的流速,而流體在管道中流動中,同一截面上各點的流速是不同的。為了得到流量值,應該測得管道截面上的平均流速。由于管道中各種阻力件及管道粗糙度對流動的影響,一般很難從理論上給出流速分布的函數和平均流速的位置,所以,用皮托管測量流量,一般是用實驗的方法來研究。通常的做法是將管道截面分成面積相等的若干個部分,然后測量出每一部分的面積就是通過該面積的流量。把通過各部分面積的流量累加起來就是通過整個管道的流量。這種測量方法叫做速度面積法,是皮托管測量流量的一種基本方法。
如果將管道截面A分成n等分,每一個等分上的特征點流速為ui,則流過整個管道的體積流量為:
用皮托管測量的關鍵是如何確定特征點。目前比較常用的有等環面法、切比雪夫積分法和對數線性法。
等環面將半徑為R的圓管分成n個面積相等的同心圓環(最中間的為圓)。在每一個圓環的等面積處設置測量點,即特征點位置。半徑方向上n個測點的位置為r1、r2...rn,ri=
切比雪夫積分法是利用切比雪夫插值點TI求函數在區間-1到1的積分的一種近似算法。經過變換,可以求得管內半徑方向的測點位置
對數線性法選擇特征點的原則是把各環面的平均速度看作是該環面上各特征點處所測得的速度的算術平均值。而整個截面上的平均速度就等于各環面平均速度的算術平均值。表5-2為上述各特征點的測點位置(ri/R).