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皮托管

时间:2021-10-11

皮层托管的原则
皮托架是18世纪法国工程师皮托发明的一种测量空气总压(见压力)的设备,因此得名。采用实验方法直接测量气流速度是比较困难的,但是用一个压力表就能很容易地测到气流压力。该系统主要用于飞机速度测量,同时具有多种其它功能。这样,可以用皮托管来测量压力,然后利用伯努利定理计算气流的速度。外壳托管包括一个圆头双壳(见图),外衣管径为D,与套管连接,一条总压孔与一套内筒相连,其直径为0.3~0.6D。沿周向均匀地开出一列与外管壁垂直的静压孔,连接测压仪的另一端,距离距离O约3~8D处,把测压仪的皮片安放在测速仪上,使管轴与气流的方向一致,管子前缘对着管轴流动。随着空气流量的增加,O点的流动速度逐渐减小,流动到O点停滞。因此O点测得总压力Pφ。第二,由于管道很小,C点距离O点足够远,所以C点处的速度和压力已基本恢复到同来流速度V∞和压力P__等的数值,所以在C点测得的是静压。对低速流动(可以近似地认为流体是不可压缩的),伯努利定理得到了确定流速的公式:
通过压力计测得的P0-P∞、静压差及流体密度ρ,可按公式(1)求得气流速度。
关于亚音速流动的关系式如下:
在式中Ma∞、c∞、T∞分别是来流、声速和温度、γ是比热比、R是气体常数。用压力表测量总压力和静压力,用测温仪测得出流量的温度,然后按(2)和(3)式(3)计算流速V∞。
在超音速流中,在皮管头上产生离体激波(见激波),因此下列关系成立:
在激波后驻点上的p20表示总压力在激波后驻点上。流速度V∞也可以得到。
由于存在各种干扰因素,在高亚音速流场和超音速流动情况下,采用静压孔测量静压的精度较差。这个时候,常采用其它方法测量静压。
因测压孔有一定面积,又因支杆干扰及制作上的原因,测压计测得的压差并不正好是P0-P∞,因此,一般都在式(1)的根号内乘以1的修正系数(在0.98~1.05之间)。数值由同标准的皮寄主作校正量计算。在计算流速时,对于某些特定类型的流动,例如粘性起主要作用的低雷诺数和稀薄气体流动,在计算流速时,必须对常规皮托管的计算公式进行适当修正。

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