测速管(皮托管)的结构与测量原理

( 一) 结构与测量原理

测速管又称皮托管，是用来测量管路中流体的点速度。如图1 -26 所示，系由两根弯成直角的同心套管所组成。内管壁无孔，外管壁上近端点处沿管壁的圆周开有若干个测压小孔，两管之间环隙的端点是封闭的，为了减小涡流引起的测量误差，管端通常制成半球形。测量流速时，测量管的管口正对着流体的流动方向，U 形管压差计的两端分别与测速管的内套与套管环隙相连。

流体以速度u 流向测速管前端时，因内管已充满被测流体，故流体到达管口A 处即被挡住，速度降为零，于是动能转变为静压能，因此内管所测的是流体在A 处的局部动能和静压能之和，称为冲压能，即:

图1-26　测速管

由于外管B 处壁面上的测压小孔与流体流动方向平行，所以外管仅测得流体的静压能，即:

U 形压差计实际反映的是内管冲压能和外管静压能之差，即:

则该处的局部速度为:(www.xing528.com)

将U 形压差计公式代入(1 -41) ，可得:

由以上分析可知，测速管测定的是流体在管截面某点处的速度，即点速度，因此，利用测速管可以测得管截面上流体的速度分布。若要获得流量，可对速度分布曲线进行积分。也可用测速管测出管中心最大流速umax ，再利用平均流速与最大流速的关系，求出流量，此法较常用。

( 二) 测速管的安装

安装测速管时的注意事项如下:

(1) 必须保证测量点位于均匀流段，一般要求测量点上、下游的直管长度最好大于50 倍管内径，至少也应大于8 ～12 倍。

(2) 测速管管口截面必须垂直于流体流动方向，任何偏离都将导致负偏差。

(3) 测速管的外径do 不应超过管内径d 的，即do = d/ 50。

测速管适用于测量大直径管路中清洁气体的流速，若流体中含有固体杂质时，易将测压孔堵塞，故不宜采用。此外，测速管的压差读数较小，常常需要放大或配微压计。