Гидрометрическая трубка пито

Выберем
в движущемся потоке жидкости точки 1 и
2, лежащие на одной линии тока (рис. 3).

Так
как трубка горизонтальная, а V2
= 0, то на основании (7)
запишем:

Трубку
2, изображенную на рисунке называют
трубкой Пито, по высоте h2
столба жидкости в которой
измеряют полное давление р2
.

Статическое
давление р1
движущейся жидкости определяют
при помощи трубки 1 по высоте h1
столба.

Что такое трубка Пито – метрологический аппарат для измерения располагаемого (полного) и статического давления, массового расхода движущегося газа (воздуха) или жидкости и скорости движения в трубе. Назвали ее в честь ее изобретателя инженера-конструктора из Франции Анри Пито. Внутри трубка Пито полая и выгнутая под углом 90 градусов.

Самым простым вариантом данного прибора является Г-образный трубчатый корпус, часть которого погружается в закрытую полость трубопровода. Монтируется в трубопровод открытым концом навстречу потоку газа или жидкости, как показано на рисунке 1.

Основные характеристики трубки Пито

Данное устройство идеально подходит для измерения давлений и расходов в одной агрегатной фазе. Особым условием правильной и надежной эксплуатации, в том числе достоверности показаний контрольно-измерительных приборов является то, что трубопровод, а именно его поперечное сечения должно быть полностью заполнено жидкостью, в противном случае прибор будет выдавать неправильные показания.

Калибровка точности показаний прибора состоит из самых простых измерений геометрических ее размеров и применение корректирующих коэффициентов.

К основным характеристиками устройства Пито относятся следующие:

Пневмометрическая трубка ПИТО предназначена для измерения полного, статического и динамического расхода газа в газоходах и вентсистемах. Также может применяться для определении скорости газа.

Работает с дифференциальными манометрами ДМЦ или ММН-240.

Для удобства использования трубка выпускаются в двух модификациях:

Стандартная напорная трубка воспринимает полное давление отверстием изогнутой трубки, а статическое давление – отверстиями во внешней трубке.

Цилиндрическая трубка воспринимает полное давление через отверстия во внешней трубке, а статическое – отверстием на конце прямой трубки. Концы Пито соединяются силиконовыми трубками с дифференциальным манометром. Сама трубка Пито устанавливается в отверстие стенки газохода на прямых его участках таким образом, чтобы носик с отверстием располагался примерно в середине поперечного сечения воздуховода.

Трубка Пито изготавливается разной длины: от 0.3 м до 2 м.

В случае, если необходимо измерить температуру воздуха в газоходе, выпускается исполнение трубки Пито с термопарой. В комплексе с Дифманометром ДМЦ-01М с каналом ввода температуры можно измерять скорость, давление и температуру газа.

Температурный режим газа в воздуховоде, при котором возможно использование пневмометрической трубки Пито, находится от -40 до +250 °С.

Является аналогом пневмометрической трубки НИИОГАЗ.

Течение вязкой жидкости по трубам. Формула Пуазейля

Течение
вязкой жидкости по трубам представляет
для медици­ны
особый интерес, так как кровеносная
система состоит в основ­ном
из цилиндрических сосудов разного
диаметра.

Вследствие
симметрии ясно, что в трубе частицы
текущей жидкости,
равноудаленные от оси, имеют одинаковую
скорость. Наибольшей
скоростью обладают частицы, движущиеся
вдоль оси
трубы; примыкающий к трубе слой жидкости
неподвижен.

Примерное
распределение скорости сло­ев
v
жидкости
в сечении трубы показано на
рис. 7.2.

Для
определения зависимости ско­рости
слоев от их расстояния r
от оси выделим
мысленно цилиндрический объем
жидкости некоторого радиуса r
и длины
l
(рис.
7.3, а).
На
торцах этого цилиндра
поддерживаются давления pl
и
р2
соответственно,
что обусловливает
результирующую силу

где
S
= 2rl—площадь
боковой поверхности цилиндра. Так как
жидкость
движется равномерно, то силы, действующие
на выде­ленный
цилиндр, уравновешены: F
=
Fтр
. Подставляя
в это равен­ство
(7.2) и (7.3), получаем

Знак
«-» в правой части уравнения обусловлен
тем, что d/dr
<
0 (скорость
уменьшается с увеличением r).
Из (7.4) имеем

здесь
нижние пределы соответствуют слою,
«прилипшему» к внут­ренней
поверхности трубы (=
0 при r
=
R),
а
верхние пределы — переменные.
После интегрирования (7.5) получаем
параболиче­скую
зависимость скорости слоев жидкости
от расстояния их до оси трубы (см.
огибающую концов векторов скорости на
рис. 7.2):

Наибольшую
скорость имеет слой, текущий вдоль оси
трубы (r
=
0):

Установим,
от каких факторов зависит объем Q
жидкости,
про­текающей
через горизонтальную трубу за 1 с. Для
этого выделим цилиндрический слой
радиусом r
и толщиной dr.
Площадь сече­ния
этого слоя (рис. 7.3, б)
dS
= 2rdr.
Так как слой
тонкий, то можно считать, что он
перемещается с одинаковой скоростью
.
За
1 с слой переносит объем жидкости

dQ
= dS
= 
• 2rdr/. (7.7)

Подставляя
(7.6) в (7.7), получаем

откуда
интегрированием по всему сечению находим

Зависимость
объема жидкости Q,
протекающей
через горизон­тальную
трубу радиуса R
за 1 с,
определяется формулой
Пуазейля (7.8),
где 
— вязкость жидкости, а
р1
– р2
— разность
давле­ний,
поддерживаемая на торцах трубы длиной
l.

Как
видно из (7.8), при заданных внешних
условиях (р1
и
р2)
через
трубу протекает тем больший объем
жидкости, чем меньше ее вязкость и больше
радиус трубы.

Проведем
аналогию между формулой Пуазейля (7.8) и
законом Ома
для участка цепи без источника тока.
Разность потенциалов соответствует
разности давлений на концах трубы, сила
тока — объему жидкости, протекающей
через сечение трубы в 1 с, элект­рическое
сопротивление — гидравлическому
сопротивлению:

идравлическое
сопротивление тем больше, чем больше
вязкость,
длина l
трубы и меньше площадь поперечного
сечения. Аналогия между
электрическим и гидравлическим
сопротивлениями позво­ляет
в некоторых случаях использовать правило
нахождения элект­рического
сопротивления последовательного и
параллельного соеди­нений проводников
для определения гидравлического
сопротивления
системы последовательно или параллельно
соединенных труб. Так,
например, общее гидравлическое
сопротивление трех труб, со­единенных
последовательно (рис. 7.4, а) и параллельно
(рис. 7.4, б),
вычисляется
соответственно по формулам:

Х
= Х1
+ Хг
+ Х3, (7.10)

Чтобы
придать уравнению Пуазейля более общее
выражение, справедливое
и для труб переменного сечения, заменим
(р1
– р2)/dl
градиентом
давления dp/dl,
и
тогда

Гемодинамикой
называют область биомеханики, в которой
исследуется движение крови по сосудистой
системе. Физи­ческой основой гемодинамики
является гидродинамика Те­чение крови
зависит как от свойств крови, так и от
свойств кровеносных сосудов

В
главе рассматриваются также физические
основы работы некоторых технических
устройств, используемых в связи с
кровообращением.

Соседние файлы в папке Лекции

Водоструйный насос (эжектор).

Струйный насос
– насос трения, в котором одна жидкая
среда перемещается внешним потоком
другой жидкой среды.

Струйные насосы
для нагнетания называются инжекторами,
для отсасывания – эжекторами, для подъема
– гидроэлеваторами.

Действие струйного
насоса основываются на непосредственной
передаче кинетической энергии одним
потоком (рабочим) другому, имеющему
меньшую кинетическую энергию
(перекачиваемому – эжектируемому).
Рабочая и перекачиваемая (эжектируемая)
жидкости могут быть одинаковыми и
различными. Струйные насосы, в которых
рабочей и эжектируемой жидкостями
является вода, называются водоструйными.

Водоструйный насос
можно легко получить на основе трубы
Вентури, организовав поток жидкости по
оси трубы с высокой скоростью. На рис.
29 приведена принципиальная схема
водоструйного насоса (эжектора).

В водоструйном
насосе рабочий поток с расходом Qр
под большим давлением

Рис. 29. Схема
водоструйного насоса (эжектора):

1 – трубопровод
рабочей жидкости; 2 – сопло; 3 – камера
всасывания;

4 – камера смешения;
5 – диффузор; 6 – напорный трубопровод

суммарного потока;
7 – всасывающий трубопровод; 8 – резервуара

– расход рабочего потока жидкости;

Из камеры смешения
4 общий поток с расходом

направляется в диффузор 5, где скорость
падает, и создается давление, необходимое
для движения жидкости по напорному
трубопроводу 6.

Струйные наосы
обладают рядом существенных достоинств:
простота конструкции, надежность работы,
легкость изготовления, небольшие
габариты и стоимость, простота
эксплуатации.

Недостатком
водоструйных насосов является низкий
КПД
(

)
и относительно большой расход рабочей
жидкости

раза
превышающий расход эжектируемой
жидкости).

Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости

При течении реальной
жидкости отдельные слои ее воздейст­вуют
друг на друга с силами, касательными к
слоям. Это явление называют внутренним
трением
или вязкостью.

Слои
воздействуют друг на друга. Так, например,
третий слой стремится ускорить движение
второго, носам испытывает торможение
с его стороны, а
ускоряется четвертым слоем и т. д. Сила
внутреннего трения
пропорциональна площади S
взаимодействующих слоев и тем
больше, чем больше их относительная
скорость. Так как разде­ление
на слои условно, то принято выражать
силу в зависимости от изменения
скорости на некотором участке в
направлениих, перпендикулярном
скорости, отнесенного к длине этого
участка, т. е.
от величины d/dx
— градиента
скорости (скорости сдвига):

Это
уравнение
Ньютона. Здесь

— коэффициент пропорци­ональности,
называемый коэффициентом внутреннего
трения, или динамической
вязкостью (или
просто вязкостью).
Вязкость
зави­сит
от состояния и молекулярных свойств
жидкости (или газа).

Единицей
вязкости является паскалъ-секунда
(Па
• с). В системе СГС
вязкость выражают в пуазах
(П):
1 Па • с = 10 П.

Для
многих жидкостей вязкость не зависит
от градиента ско­рости,
такие жидкости подчиняются уравнению
Ньютона (7.1), и их
называют ньютоновскими.
Жидкости,
не подчиняющиеся уравнению
(7.1), относят к неньютоновским.
Иногда
вязкость ньютоновских жидкостей называют
нормальной,
а
неньютонов­ских
— аномальной.

Жидкости, состоящие
из сложных и крупных молекул, напри­мер
растворы полимеров, и образующие
благодаря сцеплению мо­лекул или
частиц пространственные структуры,
являются ненью­тоновскими. Их вязкость
при прочих равных условиях много больше,
чем у простых жидкостей. Увеличение
вязкости происхо­дит потому, что при
течении этих жидкостей работа внешней
си­лы затрачивается не только на
преодоление истинной, ньютонов­ской,
вязкости, но и на разрушение структуры.
Кровь является
неньютоновской жидкостью.

Гидродинамическая трубка Пито.

Гидродинамическая
трубка Пито предназначена
для определения местных скоростей
(осредненных во времени) в точках живого
сечения безнапорного потока жидкости
(рис. 27).

Трубка Пито, впервые
примененная в 1732 г. французским
инженером-гидротехником А. Пито,
представляет собой изогнутую под прямым
углом трубку, устанавливаемую открытым
концом отогнутой части навстречу потоку
так, чтобы центр отверстия трубки совпал
с точкой потока, в которой определяется
скорость движения жидкости. Второй,
верхний, конец трубки выводится из
потока наружу.

Рис. 27. Гидродинамическая
трубка Пито

(а) и эпюра
распределения скоростей

(б) в безнапорном
потоке жидкости

Чтобы получить
формулу скорости, напишем уравнение
Бернулли для горизонтальной струйки,
находящейся на расстоянии zот дна потока,
выбрав сечение струйки так, чтобы сечение
I-I
находилось в непосредственной близости
от входного отверстия трубки, а сечение
II-II
совпадало с плоскостью входного отверстия
трубки. Потерями напора пренебрегаем.
За плоскость сравнения

=,
т.е. жидкость в трубке Пито не движется,
а стоит на месте;

–высота подъема
жидкости выше уровня свободной
поверхности, м.

С учетом замечаний
уравнение (81) запишется в следующем
виде:

,
(82)

Перемещая носик
трубки по вертикали в сечении потока,
определяют скорость жидкости в различных
точках взятой вертикали и получают так
называемую эпюру распределения скорости
по данной вертикали живого сечения
потока (рис. 27, б).

Гидродинамическая трубка Пито – Прандтля.

Гидродинамическая
трубка Пито – Прандтля предназначена
для измерения скорости течения жидкости
в напорных трубопроводах (рис. 28).

Принципиально
трубка Пито – Прандтля состоит из двух
трубок (рис. 28, а), одна из которых
представляет собой обычный пьезометр
1, показывающий пьезометрический напор

,
а другая – трубка Пито 2, которая измеряет
величину полного

Рис. 28. Гидродинамическая
трубка Пито-Прандтля

1 – пьезометр; 2
–трубка Пито.

Разность уровней
жидкости в обеих трубках

дает величину скоростного напора

,
по которой и определяется скорость.

Как работает трубка Пито

Представим, что жидкость под каким-то неизвестным давлением течет по трубе, как изображено на рисунке 2.

Соответственно, в первой А манометрической трубке (слева) со свободным выходом жидкость поднимется вверх до определенной отметки – hs. В случае подсоединения манометра к свободному концу, он покажет давление, которое жидкость оказывает на стенки трубопровода. Данная величина устанавливает: на сколько статическое давление жидкости больше атмосферного.

Необходимо отметить, что отверстие монтируется в трубопроводе в строгой перпендикулярности во избежание большой погрешности измерения. Это значит, что давление измеренное в трубке А не зависит от скорости потока жидкости.

Вторая же трубка В формой Г является напорной и опущена в жидкость – навстречу движущемуся потоку. Газ или жидкость, движущаяся с определенной скоростью, будет заполнять полость трубки. К свободному концу трубки также присоединим контрольно-измерительный прибор – манометр. Входящий поток жидкости, ударяясь о стенки внутри трубки, будет создавать определенное давление, контролируемое манометром с другой стороны.

Уровень жидкости в манометрической трубке В ht будет состоять из 2-х складывающихся физических величин: статического напора и напора, который создается скоростным движением потока. Скоростной напор определяется разностью уровней в трубках h=ht-hs.

Таким образом, мы имеем две абсолютно разные величины измеренного давления вертикальной трубкой и трубкой Пито. В этом и состоит основной принцип работы трубки Пито, в частности, сумма статического и скоростного напоров составит величину полного напора жидкости в трубе. А для нахождения расхода жидкости в данном сечении трубопровода берется разность двух этих физических величин.

Принцип работы трубки Пито

В начальной стадии работы трубка Пито заполняется движущейся жидкостью или газом. Соответственно, поток, входящий в трубку Пито и вертикальную трубку, создаст некое давление, которое будет контролироваться с помощью манометров, установленных на свободных концах трубок.

По разности давлений измерительных приборов или разности высот поднятия жидкости в трубках судят о полном напоре жидкости, протекающей в трубе, его непосредственно скорости, а также расхода. Таким образом, в основу принципа измерения положен принцип дифференциальной разности давления.

Устройство трубки Пито

Устройство трубки Пито очень простое. Состоит из двух трубок – первой прямой пустотелой, которая называется пьезометром, и второй выгнутой также пустотелой. Эти трубки монтируются в один корпус, в котором находится исследуемая жидкость или газ. В практическом использовании все изготавливаемые трубки имеют свои поправочные коэффициенты на потерю энергии и разность расположения трубок.

На рисунке 3 изображено устройство трубки Пито.

Трубки с наконечниками и насадками изготавливаются из нержавеющей стали марки 12Х или латуни марки Л-59. Все соединения трубок с насадками и наконечниками, как правило, выполняются пайкой для точной герметизации относительно окружающего воздуха.

Трубка Пито-Прандтля

Чехол для трубки

Соединительные трубки (к-т)

(с учетом НДС)

Поверка включена в стоимость

Есть в наличии

Работаем с юридическими лицами, бюджетными организациями, ИП

Трубка ПИТО (трубка полного напора) предназначена для измерений объемного расхода газа в одной точке поперечного сечения цилиндрических труб диаметром не менее 300 мм в случаях когда стенки трубы газохода не подвержены интенсивной коррозии или отложению на них веществ, выделяющихся из измеряемой среды по ГОСТ 8.361-79. Работает с дифференциальными манометрами ДМЦ или ММН-240.

Концы Пито соединяются силиконовыми трубками
с дифференциальным манометром. Сама трубка Пито устанавливается в
отверстие стенки газохода на прямых его участках таким образом, чтобы
носик с отверстием располагался примерно в середине поперечного сечения
воздуховода.

Длина трубки рассчитывается следующим образом: носик Пито, как
сказано выше, располагается в центре перпендикулярного сечения газохода.
Отсюда длина трубки Пито будет равна половине величины
перпендикулярного сечения газохода плюс небольшой запас длины трубки,
который будет располагаться за пределами газохода.

Документы / Инструкции

Здравствуйте.
Нужна прямая трубка ПИТО. Длиной 1,5 метра.
Каковы ее характеристики? Цена?
И как правильно ее заказать? Что бы меня поняли, и прислали именно прямую, а не очередную кочергу, которая не лезет в толстостенные газоходы.

Подходит ли Ваша трубки Пито к дифманометру CEM DT-8890?

Да, подходит.
Обратите внимание CEM DT-8890 не включен в реестр средств измерений.

Есть ли у вас приспособления для герметичного присоединения трубки Пито к трубопроводу?
Допустим через стандартную бобышку с резьбой, или фланец?

Здравствуйте, Дмитрий.
Таких приспособлений мы не поставляем.

Требуется ли отдельно от трубки поверять или калибровать наконечник?

Трубка Пито идет с первичной поверкой на 1 год. Далее каждый год необходимо проводить периодическую поверку.

Трубка Пито 2 м, она цельная или разборная?

Трубка цельная 2-х метровая.

Ясно, спасибо. А кукую температуру выдерживает силиконовая трубка?

Она выдерживает паровую стерилизацию при температуре 121 град.

Т.е. мне нужно какую-то соединительную линию делать между трубкой Пито и регистратором?

Они соединяются между собой силиконовой трубкой.

День добрый, скажите, чем и как регистрировать давления с трубки Пито?

Здравствуйте, перепад давления измеряется с помощью цифрового дифманометра ДМЦ-01 или жидкостного микроманометра ММН-2400.

Скажите пожалуйста, есть ли принципиальное отличие трубки Пито от трубки НИИОГАЗ?

Принципиальных отличий нет. Обе служат для измерения скорости, давления или разрежения газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения в газоходах и вентиляционных системах. НИИОГАЗ – 2 трубки сваренные друг с другом, Пито – трубка в трубке. НИИОГАЗ больше подходит для запыленных газоходов.

Подходит ли Ваши трубки Пито к дифманометрам фирмы Testo?

Да, данные трубки можно использовать как с Российскими дифманометрами ДМЦ, так и немецкими дифманометрами фирмы Testo.

Отбор проб воздуха из газоходов – Методические указания

Пробу отбирают на выхлопе или через отверстие диаметром около 20 мм, созданное в стенке вентиляционной трубы. Отверстие должно быть расположено на длинном прямом участке трубы, желательно после вентилятора.В сечении воздуховода, где производится отбо..

Повышение цен на трубки Пито и НИИОГАЗ

Сообщаем Вам о том, что с 15 октября 2019 года ожидается повышение цен на трубки напорные Пито и НИИОГАЗ.Спешите купить напорные трубки по старым ценам!..

Есть вопросы про Трубка Пито-Прандтля?

К преимуществам трубки Пито относятся:

К недостаткам можно отнести:

Широкое применение прибор трубка Пито нашел в различных отраслях промышленности, к примеру – в авиационном строении применяется в качестве приемников потоков воздуха для определения скорости полета и его высоты.

Трубка Пито цилиндрическая

Ожидание 1-2 недели

Трубка ПИТО (трубка
полного напора) предназначена для измерений объемного расхода газа в
одной точке поперечного сечения цилиндрических труб диаметром не менее
300 мм в случаях когда стенки трубы газохода не подвержены интенсивной
коррозии или отложению на них веществ, выделяющихся из измеряемой среды
по ГОСТ 8.361-79. Работает с дифференциальными манометрами ДМЦ или ММН-240.

Есть вопросы про Трубка Пито цилиндрическая?