普朗特毕托管的构造如图所示,由图可以看出这种毕托管是由两根空心细管组成。细管1为总压管,细管2为测压管。量测流速时使总压管下端出口方向正对水流流速方向,测压管下端出口方向与流速垂直。在两细管上端用橡皮管分别与压差计的两根玻璃管相连接。
毕托管有两根细管。一管孔口正对液流方向,90度转弯后液流的动能转化为势能,液体在管内上升的高度是该处的总水头Z+P/pg+V^2/2g;而另一根管开口方向与液流方向垂直,只感应到液体的压力,液体在管内上升的高度是该处的测压管水头(就是相应于势能的那部分水头)Z+P/pg,两管液面的高差就是该处的流速水头V^2/2g,量出两管液面的高差H,则V^2/2g=H,即 V=(2gH)^(1/2),从而间接地测出该处的流速V。
在科研、生产、教学、环境保护以及净化室、矿井通风、能源管理部门,常用皮托管测量管道风速、炉窑烟道内的气流速度,经过换算来确定流量,也可测量管道内的水流速度。用毕托管测速和确定流量,有可靠的理论根据,使用方便、准确,是一种经典的广泛的测量方法。此外,它还可用来测量流体的压力。
1.要正确选择测量点断面,确保测点在气流流动平稳的直管段。为此,测量断面离来流方向的弯头、变径异形管等局部构件要大于 4 倍管道直径。离下游方向的局部弯头、变径结构应大于 2 倍管道直径。
2.测量时应当将全压孔对准气流方向,以指向杆指示。测量点插入孔应避免漏风,可防止该断面上气流干扰。用皮托管只能测得管道断面上某一点的流速,由于断面流量分布不均匀,因此该断面上应多测几点,以求取平均值。
2.实验时必须首先将毕托管及橡皮管内的空气完全排出,然后将毕托管的下端放入水流中,并使总压管的进口正对测点处的流速方向。但实际应用时,气泡不易排除干净,下端一旦脱离水面,气泡进入后需要重新排气。另外,正对测点处的流速方向也不易实现。