Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма – Гидравлика

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика Анемометр

Авиационные происшествия из-за проблемы с трубкой пито

Если эти трубки забиты инеем, мусором, насекомыми, пилотам и бортовым приборам самолета выдается неверное измерение скорости . Ошибочное измерение скорости на трубках Пито стало причиной нескольких авиационных происшествий  :

  • Рейс 6231 Northwest Orient Airlines  (en) (декабрь 1974 г., забыли подключить противообледенительную систему трубки Пито);
  • Опытный истребитель Rockwell-MBB X-31 (19 января 1995 г., к северу от базы Эдвардс , Калифорния).
  • Рейс 301 Birgenair (февраль 1996 г., подозрение на наличие в трубах гнезд насекомых);
  • Рейс 603 AeroPerú (октябрь 1996 г., закупорка труб из-за человеческой ошибки);
  • Рейс 2553 Austral Líneas Aéreas (октябрь 1997 г., обледенение труб при пролете в облаке);
  • 8 января 2004 г. в 18  ч  26 м. Патруль из двух Mirage 2000 D с кодом «Condé 336» у поля Нэнси-Очей для учебной миссии на малой высоте проникновения, включая высотный переход для присоединения к базовому кораблю. При переходе к расходной цистерне спуск производится на более низкий уровень по приказу авиадиспетчеров. На этом этапе экипаж одного из Mirage 2000 D заметил постоянное снижение скорости, которое им показалось несовместимым с положением рычага газа. Пилот стабилизировал “Мираж” на высоте 26000 футов. Экипаж сразу почувствовал колебания по оси тангажа, которые сохранялись после выключения автопилота. Когда пилот дает полный газ для ускорения, колебания усиливаются, и самолет становится неуправляемым. Самолет потерпел крушение около ущелья дю Тарн в безлюдной местности, и два члена экипажа получили легкие ранения во время катапультирования. Исследование BEAD-air пришло к выводу, что показания скорости, считанные пилотом, были ошибочными из-за засорения всех датчиков Пито из-за обледенения и операций по техническому обслуживанию. Пилот, не имея достаточно времени, чтобы определить неисправность, затем пришел к выводу, что показанная низкая скорость была реальной скоростью самолета. Его воздействие на газ затем способствовало дестабилизации самолета.
  • Это один из случаев , предусмотренных в средствах массовой информации в первые дни после катастрофы рейса 447 Air France (1 – е июня 2009) и утверждена в качестве одной из причин аварии по бюро расследований и анализ для обеспечения безопасности французского гражданская авиация .
  • По сообщениям, в самолетах A330 Northwest Airlines произошла дюжина инцидентов, связанных с зондами марки Thales , последняя из которых датируется23 июня 2009 г..
  • Компания Airbus зафиксировала не менее 36 случаев возможного засорения зондов Пито льдом на самолетах A330 / A340 между 12 ноября 2003 г. и 7 августа 2009 г..
  • Рейс 703 Саратовских авиалиний (февраль 2022 г., отключение системы обогрева датчиков Пито на самолете Антонов Ан-148); 71 пострадавший, в том числе 6 членов экипажа.

Антенна прандтля

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Номенклатура трубок Пито. Единственная трубка Пито измеряет

полное давление

 ; статический зонд измеряет

статическое давление

 ; комбинированная версия представляет собой антенну, трубку Прандтля или статическую трубку Пито, которая позволяет измерять

динамическое давление

.

Прандтль  (де) антенны (названные в честь Прандтль ) представляет собой комбинированную Пито-статическая трубку.

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Распределение по потоку и по комбинированной полусферически-цилиндрической статической трубке Пито.

ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}

A манометр измеряет разность давлений между двумя трубами, то есть давление динамического, и , следовательно , дает возможность вычислить скорость потока текучей среды вокруг трубы. В аэронавтике эта скорость соответствует относительному ветру вокруг самолета, скорость, которая является важной информацией для пилота, который всегда должен поддерживать скорость своего самолета выше его скорости сваливания и ниже максимальной скорости .

Определение скорости потока с помощью трубок пито-прандтля

При определении скоростей и расходов газообразных сред широко используются специальные насадки (трубки Пито-Прандтля, рис. 1.1.).

Насадки вводят и ориентируют перпендикулярно потоку. При дозвуковых скоростях в первой центральной трубке создается давление, равное полному давлению набегающего потока (давлению заторможенного потока) .

Трубка Пито-Прандтля

Рис. 1.1. Трубка Пито-Прандтля

  • 1 – трубка для измерения полного давления (давление заторможенного потока);
  • 2 – трубка для измерения статического давления

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Во второй трубке, при достаточном удалении боковых отверстий от носика, устанавливается давление, близкое к статическому давлению потока . Обе эти трубки соединяются манометрами. По измеренным давлениям и находится отношение и затем определяют значение числа Маха и скорость потока:

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

(1.1)

где: – полное давление, Па;

– статическое давление, Па;

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

– число Маха;

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

– показатель адиабаты.

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

При определении скорости потока газа, а так же любых несжимаемых жидкостей используются уравнения Бернулли в следующем виде:

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

(1.2)

Данные насадки используются также и для определения скорости сверхзвуковых потоков. В отличие от дозвукового потока, в сверхзвуковом потоке перед трубкой образуется ударная волна. Газовая струйка, направление движения которой совпадает с осью симметрии трубки, претерпевает полное торможение, сначала проходя через прямую часть ударной волны (прямой скачок уплотнения), где её скорость становится дозвуковой. Затем, при входе в отверстие 1, скорость плавно уменьшается до нуля (рис. 1.2.).

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Таким образом, давление в трубке 1 соответствует давлению торможения за ударной волной а давление в трубке 2 статическому давлению набегающего потока . Отношение давлений позволяет определить число Маха до ударной волны по уравнению Релея:

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

(1.3)

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

где – число Маха до ударной волны [5].

Трубка Пито-Прандтля в сверхзвуковом потоке

Рис. 1.2. Трубка Пито-Прандтля в сверхзвуковом потоке

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

В приложении на рис. II 1.1 приведен график зависимости .

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Ниже приведены соотношения, связывающие термодинамические параметры до и после косого скачка уплотнения. При данные соотношения будут справедливы для прямого скачка уплотнения.

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

(1.4)

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

(1.5)

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

(1.6)

Пито-вентури

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Трубка Вентури Жам для измерения скорости самолета

Исторически анемометрические устройства Вентури были первыми, кто использовал этот принцип (изображение напротив). Вентури можно рассматривать как устройство для понижения давления, которое значительно снижает абсолютное статическое давление на его горловине. Следовательно, абсолютное статическое давление на горловине Вентури ниже, чем абсолютное статическое давление потока . Следовательно, если мы используем это абсолютное статическое давление на шейке вместо абсолютного статического давления потока вдали от тела в классической разнице (которая для трубки Пито дает динамическое давление), мы вычитаем из общего давления меньшую величину. чтобы результат был сильнее. Поскольку эта разница автоматически измеряется манометром дифференциального давления, последнее устройство подвержено более сильной разнице, поэтому его чувствительность может быть меньше.
ппротивол{ displaystyle P_ {col}}п∞{ displaystyle P _ { infty}}ппротивол{ displaystyle P_ {col}}п∞{ displaystyle P _ { infty}}птот-п∞{ displaystyle P_ {tot} -P _ { infty}}птот-п∞{ displaystyle P_ {tot} -P _ { infty}}Измерения в аэродинамической трубе показывают, что давление относительно горловины может упасть для одиночной трубки Вентури до -5 или -6 раз от динамического давления потока и -13,6 раз для двойной трубки Вентури. На изображении напротив манометр дифференциального давления подсоединен к отверстию, измеряющему абсолютное давление на горловине трубки Вентури, и к отверстию полного давления, обычно обращенному к дороге.

Про анемометры:  Измерение полного напора. Трубка Пито - Физика (Теплофизика):

Этот тип устройства Вентури использовался в то время, когда манометры с металлической диафрагмой были недостаточно чувствительны для низких скоростей (для планеров и медленных самолетов), но больше не используются в настоящее время, особенно потому, что мороз может значительно изменить внутренний поток. в трубке Вентури. Во Франции эти устройства для измерения скорости произвел производитель Рауль Баден , так что термин « бадин » стал синонимом слова «скорость» в авиационном языке.
ппротивол-п∞{ displaystyle P_ {col} -P _ { infty}}qзнак равноптот-п∞{ displaystyle q = P_ {tot} -P _ { infty}}ппротивол{ displaystyle P_ {col}}птот{ displaystyle P_ {tot}}

Рекомендации

  1. Рука не имеет формы трамплина, но частицы воды скользят друг по другу, так что самые быстрые используют более медленные в качестве трамплина.
  2. a b c d и e Анри Пито , «  Описание машины для измерения скорости бегущей воды и следа судов  », История Королевской академии наук с воспоминаниями по математике и физике, взятыми из регистров этой академии. ,1732 г., стр.  363-376 ( читать онлайн [PDF] , по состоянию на 19 июня 2009 г. )
  3. Для Анри Пито это был быстрый испытательный эксперимент; в своих более поздних экспериментах он всегда будет использовать две трубки: одну для измерения полного давления, а другую – для (приблизительного) измерения статического давления.
  4. Пьер Гумберт , «  Математические работы Анри Пито  », Revue d’Histoire де науки и де их применения , п о  6,1953 г., стр.  322-328 ( читать онлайн [PDF] , по состоянию на 19 июня 2009 г. )
  5. Похоже, многие биографы считают, что Пито использовал только трубку полного давления, что неверно.
  6. Анри Пито объясняет, что для получения точного значения полного давления достаточно повернуть призму вокруг ее большой оси так, чтобы высота воды в изогнутой трубке была максимальной.
  7. «[Зонд Пито] почти любого размера и формы идеально улавливает полное давление, если они обращены к ветру», А. Ф. Зам, ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТИ ВОЗДУХА И ДАВЛЕНИЯ, Physical Rev., том 17, 1903, передано Фолсомом в REVIEW OF THE PITOT TUBE, RG Folsom, Michigan, [1]
  8. На самом деле, перед телами, движущимися в жидкости, всегда есть по крайней мере одна точка (или даже линия точек, например, в случае крыла без стрелки), где можно измерить унитарный коэффициент давления . В случае простого трехмерного тела эта единичная точка называется точкой остановки или точкой застоя .ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}
  9. a и b Справочник по гидродинамике, Ричард У. Джонсон, [2]
  10. a b c и d ÜBER VERSCHIEDENE FORMEN PITOTSCHER RÖHREN, Генрих БЛАЗИУС, опубликовано 20 октября 1909 года в Zentralblatt der Bauverwaltung, страницы 549–552, [3]
  11. О РАЗЛИЧНЫХ МОДЕЛЯХ ТРУБ ПИТО, французский перевод текста «ÜBER VERSCHIEDENE FORMEN PITOTSCHER RÖHREN» Генриха Блазиуса [4]
  12. Генри Дарси , «  Примечание, касающееся некоторых модификаций, которые должны быть внесены в трубку Пито  », Annales des Ponts et Chaussées ,1858 г., стр.  351-359 ( читать онлайн [PDF] , по состоянию на 31 июля 2009 г. )
  13. Французский перевод: [5]
  14. Versuchsanstalt für Wasserbau und Schiffbau, Берлин
  15. Распределение давления на это тело рассчитывается с удовлетворительной точностью …
  16. (см. Это изображение)
  17. Чтобы давление, измеряемое отверстиями этой внешней трубы, соответствовало давлению потока, эти отверстия должны располагаться достаточно далеко за точкой остановки (на 3 или более диаметрах).
  18. «Мы разместим в середине сосуда, либо под главной балкой, либо, наконец, ближе всего к его центру баланса, две металлические трубы […]. Эти трубы должны соприкасаться друг с другом, их нижние концы должны выходить в воду под Судном […]. Их длина будет идти от дна Судна примерно на 4 или 5 футов над уровнем моря […]. Нижний конец одной из труб будет изогнут под прямым углом и будет иметь форму воронки […], а его отверстие будет повернуто в направлении киля по отношению к носу [параллельно килю и по направлению к лук], […] То есть […] как только Судно отплывет, […] вода поднимется в [изогнутой] трубе, и высота над уровнем другой трубы укажет скорость […] с помощью большая точность […] из-за очень заметной разницы в высоте воды […] »
  19. (in) К. Таппер Введение в военно-морскую архитектуру , стр. 209. 2004 ( ISBN  9780750665544 ) читать онлайн
  20. AGARDograph No. 160, Серия приборов для летных испытаний AGARD, Том 11, по измерению давления и расхода, В. Вуэст https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a090961.pdf
  21. В соответствии с законами механики жидкостей он подразумевает, что установленное давление и силы на поверхности тел связаны квадратом скорости потока. Это было первое, что любили видеть первые механики жидкости, когда они помещали новое тело в аэродинамическую трубу.
  22. Горловина трубки Вентури – ее самая узкая часть.
  23. Двойная трубка Вентури состоит из небольшой трубки Вентури, которую удобно помещать в трубку Вентури большего размера.
  24. ПРИБОРЫ СКОРОСТИ САМОЛЕТОВ, К. Хилдинг БЕЙДЖ, Отчет NACA № 420, 1941, [6]
  25. Лист по выражениям-francaises.fr , ( ссылка )
  26. Обратите внимание на то, что этот коэффициент иногда называют (от «Коэффициент Пито»), хотя он не является классическим коэффициентом давления .ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}
  27. VERABAR Усредняющий трубчатый расходомер Пито от VERIS [7]
  28. a b и c НЕЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ УГЛОВАЯ ТРУБКА ПИТО, ПОДХОДЯЩАЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАНДАРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СТЕК, Mitchell, Blagun, Johnson and Midgett, [8]
  29. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРУБКИ ПИТО S-ТИПА ДЛЯ МОНИТОРИНГА ВЫБРОСОВ ПГ [9]
  30. См. Кривую на бесконечном цилиндре здесь.ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}
  31. По определению, в нулевой точке статическое давление – это давление потока, уходящего от тела.ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}
  32. Raymond Siretta, скользя , Фламмарион ,Апрель 1948 г., 216  с. ( читать онлайн ) , стр.  65 и 66
  33. «  Трубка Пито или Вентури  » , на www.air-souris-set.fr (по состоянию на 3 апреля 2020 г. )
  34. «  /// Polyvionics получает патент на свой анемометрический зонд и датчик заболеваемости  » (по состоянию на 2 апреля 2020 г. )
  35. a b и c (ru) Flight Instruments – Level 3 – Pitot-Static System and Instruments , fiu.edu
  36. (in) [PDF] Пилотное руководство – главы с 6 по 9 «архивная копия» (версия от 6 января 2007 г. в Интернет-архиве )
  37. Сильвен Муйяр, « Не спешила  ли Air France заменить датчики Пито?  », Liberation , 9 июня 2009 г.
  38. «Обзор трубки Пито», Р. Г. Фолсом, Мичиган, https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/handle/2027.42/4929/bac2387.0001.001.pdf?sequence=5&isAllowed=y ]
  39. ВЛИЯНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДАВЛЕНИЯ НА ИЗМЕРЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ГРАБЛИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ДОЗВУКОВЫХ СВОБОДНЫХ СТРУЯХ, Ллойд Н. Краузе, NACA TN 2520, 1951, [10]
  40. (в) Авиационно-безопасности , ссылаясь на официальный отчете о расследованиип уплотнительного  21, 24 х  PDF документов страница): ”  Стойло было осаждает неправильной реакцию летного экипажа к ошибочной воздушной скорости и показаниям Маха Квай явилась результатом завала головы Пито атмосферным обледенением. В отличие от стандартных рабочих процедур, летный экипаж не активировал нагреватели головки Пито.  (Срыв был вызван неправильной реакцией экипажа из-за ошибочных указаний скорости из-за того, что трубки Пито заблокированы морозом. В отличие от обычных процедур, экипаж не активировал дефростеры. Трубки Пито)
  41. The BEAD-air: следственная деятельность The BEAD-air
  42. BEAD-air: Отчет общественного расследования
  43. Airbus: расследование сосредоточено на отказе датчиков скорости , новый AFP от 6 июня 2009 года.
  44. Обновление по расследованию полета ВС 447 аварии произошло на 1 – го июня 2009 , BEA этап пункта 17 декабря 2009.
  45. (in) Системы воздушной скорости потерпели неудачу на самолетах США , NY Times, 7 августа 2009 г.
  46. США: минимум дюжина инцидентов со скоростью на Airbus, оборудованном зондами Thales, за два месяца , AP , 08.08.09
  47. [PDF] Отчет о ходе  аварии 2 BEA AF447 , страницы 67-69 и 101-104, 30.11.2009.
  48. «  Катастрофа в России: в черном ящике будут замешаны зонды Пито  », ФИГАРО ,13 февраля 2022 г.( читайте онлайн , консультация 13 февраля 2022 г. )
  49. Le Point, журнал , «  Россия: авиакатастрофа могла произойти из-за обледенения зондов Пито  », Le Point ,13 февраля 2022 г.( читайте онлайн , консультация 13 февраля 2022 г. )
Про анемометры:  Секреты зарубежных радиосхем

Случай несжимаемого потока

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Принцип работы антенны Прандтля: трубка Пито на фронте потока обеспечивает полное давление

P t

, боковой выход обеспечивает статическое давление; манометр дифференциального давления показывает разницу между ними, то есть динамическое давление.

В случае несжимаемого потока (то есть в дозвуковом режиме для числа Маха меньше 0,3) скорость вычисляется с применением теоремы Бернулли . В воздухе можно пренебречь членом z , который дает прямую зависимость между скоростью и динамическим давлением p t -p s, которое измеряется датчиком давления или простым манометром  :

12ρv2 пsзнак равнопт⇒v2знак равно2(пт-пs)ρ{ displaystyle { tfrac {1} {2}} rho v ^ {2} p_ {s} = p_ {t} Rightarrow {v ^ {2}} = {2 (p_ {t} -p_ { s}) over rho}}
v = скорость (в м / с)
p s = статическое давление (в Па или Н / м²)
p t = общее давление (в Па или Н / м²)
ρ = плотность жидкости (в кг / м³, 1,293 для воздуха на уровне моря)

Трубки пито любой формы

Блазиус уже отмечал в 1909 году, когда он испытывал трубки Пито, очень отличающиеся от трубки Прандтля (трубка Пито Прандтля, которая должна была составить первый стандарт): «Тем не менее, для этих моделей трубок Пито [очень отличных от модели Прандтля] законы механики жидкости означают, что всегда существует пропорциональность между перепадом давления в двух отверстиях и реальным динамическим давлением потока [ ] ”
12ρ∞v∞2{ displaystyle { frac {1} {2}} rho _ { infty} v _ { infty} ^ {2}}

В своем тексте, однако, он отмечает, что эти законы механики жидкости не всегда соблюдаются, поскольку, как мы теперь знаем, число Рейнольдса иногда вмешивается, чтобы радикально изменить поток. Но Блазиус мог только предчувствовать причину этих изменений в потоке, поскольку число Рейнольдса еще не заняло своего выдающегося места над всей механикой жидкости (см. По этому поводу статью Crise_de_traine ).

Более того, в определенных диапазонах числа Рейнольдса можно считать, что течение на определенных телах существенно не меняется, т. Е. что распределение коэффициентов давления на поверхности этих тел остается постоянным. Если две заданные точки, например, постоянно находятся в этом диапазоне Рейнольдса, разница тоже есть, то есть можно писать .

Если обратиться к определению коэффициента давления, а именно:
ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}ПРОТИВп1-ПРОТИВп2знак равноПРОТИВsте{ Displaystyle C_ {p1} -C_ {p2} = Cste}

ПРОТИВпзнак равноп-п∞12ρ∞v∞2{ displaystyle C_ {p} = {p-p _ { infty} over { frac {1} {2}} rho _ { infty} v _ { infty} ^ {2}}}

или же :

p – статическое давление, измеренное в рассматриваемой точке,
п∞{ displaystyle p _ { infty}} статическое давление потока (то есть вдали от возмущений, создаваемых телом),
v∞{ displaystyle v _ { infty}} скорость оттока от тела,
ρ∞{ displaystyle rho _ { infty}} плотность жидкости.

, мы можем преобразовать заголовок в:
ПРОТИВп1-ПРОТИВп2знак равноПРОТИВsте{ Displaystyle C_ {p1} -C_ {p2} = Cste}

п1-п2знак равноqПРОТИВsте{ Displaystyle p_ {1} -p_ {2} = q ; Cste}

равенство , где и являются статическим давлением , измеренное на корпусе в точке и и или является динамическим давлением потока .

Это последнее равенство следует преобразовать в:
п1{ displaystyle p_ {1}}п2{ displaystyle p_ {2}}1{ displaystyle 1}2{ displaystyle 2}q{ displaystyle q}12ρ∞v∞2{ displaystyle { frac {1} {2}} rho _ { infty} v _ { infty} ^ {2}}

qзнак равноп1-п2ПРОТИВsте{ displaystyle q = {p_ {1} -p_ {2} over Cste}}

Это означает, что в рассматриваемом диапазоне Рейнольдса, зная и (статическое давление в двух разных точках тела), мы можем определить динамическое давление потока и, следовательно, скорость этого потока.

На практике, очевидно, это будет выгодно для давления и столь же различны , насколько это возможно , так что манометр можно легко измерить их разность.

Про анемометры:  Основные критерии выбора сигнализатора утечки газа: виды, особенности.

Ниже сгруппированы несколько приложений продемонстрированного выше физического принципа.
п1{ displaystyle p_ {1}}п2{ displaystyle p_ {2}}q{ displaystyle q}v∞{ displaystyle v _ { infty}}п1{ displaystyle p_ {1}}п2{ displaystyle p_ {2}}

Трубки пито прандтля. купить измерительные трубки пито по цене дилера в москве и спб

Трубка Пито – это полая трубка для измерения скорости и расхода жидкости или газа в потоке(трубе).
Применяется Трубка Пито при определении относительной скорости и объёмного расхода в газоходах и вентиляционных системах в комплекте с дифференциальными манометрами.

Трубка выпускается в двух исполнениях:

Стандартная трубка представляет собой трубку, какую вводят в струю, где раскрытый конец ориентирован на встречу струи газа либо воздуха.

Цилиндрическая трубка принимает абсолютное давление посредством отверстия в стенке наружной трубки, а статическое улавливается дырой на окончании ровной трубки. Края напорных трубок объединяются с устройствами для замера дифференциального давления.

Трубка Пито

Трубка Пито, 350 мм.
Трубка Пито – измерение скорости расхода воздуха, нержавеющая сталь, длина 350 мм.

Трубка Пито

Трубка Пито, 550 мм.
Трубка Пито – измерение скорости расхода воздуха, нержавеющая сталь, длина 550 мм.

Трубка Пито

Трубка Пито, 1000 мм.
Трубка Пито – измерение скорости расхода воздуха, нержавеющая сталь, длина 1000 мм.

Трубка Пито

Трубка Пито, 0,5 м.
Трубка Пито – измерение объемного расхода жидкости и газа, длина 0,5 м, исполнение В.

Трубка Пито

Трубка Пито, 1 м.
Трубка Пито – измерение объемного расхода жидкости и газа, длина 1 м, исполнение В.

Трубка Пито

Трубка Пито, 1,5 м.
Трубка Пито – измерение объемного расхода жидкости и газа, длина 1,5 м, исполнение В.

Достоинства трубки Пито:

Принцип работы трубки Пито

В процессе эксплуатации трубка Пито заполняется жидкостью или газом, и таким образом, играет роль некоего предмета на пути движущегося потока. Входящий поток ударяется о стенки трубки Пито, создавая таким образом давление, которое измеряется прибором, расположенным на другом конце трубки.

Конец трубки, который открыт для входящего потока, всегда направлен вверх по потоку относительно места монтажа трубки, а другой конец трубки подсоединяется к контрольно-измерительному прибору. Отбор низкого давления вмонтирован в трубопровод под прямым углом относительно направления движения потока, с его помощью измеряется давление, оказываемое потоком на стенки трубопровода. Для того, чтобы определить величину расхода, измеряется разность этих двух манометрических величин.

Физический принцип изобретения анри пито

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Вода хлынула из потока на препятствие.

Работа простой трубки Пито в потоке воды легко понять, если учесть, что жидкая частица, наделенная определенной скоростью, благодаря этой скорости имеет импульс, который может позволить ей подняться на определенную высоту. . Точно так же любой, кто бросает камень вертикально, знает, что этот камень будет подниматься тем выше, чем больше ему была придана начальная скорость.

Со времен Галилея и его исследований падения тел мы знаем, что с вертикальной начальной скоростью камень поднимается до:
V{ displaystyle V}

часзнак равноV22грамм{ displaystyle h = { frac {V ^ {2}} {2g}}}
(это без учета аэродинамического сопротивления камня).

То же самое и для частицы воды, обладающей почти горизонтальной скоростью , при условии, что ей позволено постепенно изменять направление своей траектории без слишком большого рассеивания энергии (представляя ее в виде своего рода трамплина).
V{ displaystyle V}

Итак, когда вы окунете руку в поток потока (как на анимации напротив), вы увидите, что вода поднимается до определенной высоты.

Знание, действительно ли высота, достигаемая таким образом водой, равна высоте, могло бы стать хорошим упражнением в физике средней школы (мы можем ожидать определенных потерь энергии в воде из-за вязкого трения).
часзнак равноV22грамм{ displaystyle h = { frac {V ^ {2}} {2g}}}

Анри Пито поступил более проницательно: в первом эксперименте, который он с энтузиазмом импровизировал, когда ему в голову пришла идея создания МАШИНЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ БЕГАЩЕЙ ВОДЫ И ПОСЛЕ СУДОВ, он заменил руку простой изогнутой стеклянной трубкой против течения, и при таком расположении больше нет потерь энергии: частицы воды, которые поднимаются в стеклянной трубке, очень быстро теряют свою скорость (после стабилизации водяного столба по высоте): поэтому больше нет страха перед потеря энергии за счет вязкого трения.

В случае с этой трубкой Пито высота h, достигаемая водой в трубке, действительно равна:

часзнак равноV22грамм{ displaystyle h = { frac {V ^ {2}} {2g}}}
si – это скорость потока, направленного ко входу в трубу, и сила тяжести Земли.V{ displaystyle V}грамм{ displaystyle g}

Цилиндрические питотметры

Практическое применение уравнения Бернулли, Трубка Пито – Прандтля, Трубка Вентури, сопло, диафрагма - Гидравлика

Питотметр цилиндрический расходомер с 4 отверстиями, метод Чебышева.

Для измерения скорости жидкости в трубах и трубопроводах использование комбинированной статической трубки Пито затруднено из-за сложности введения этого устройства в трубопроводы и из-за того, что его отверстия для сбора давления могут легко загрязняться. Чтобы облегчить эти проблемы, были разработаны цилиндрические устройства (консольные в канале или полностью проходящие через него), эти цилиндры могут быть легко введены и выведены в каналы через сальник, обеспечивающий герметичность. Указанные цилиндры могут иметь круглое или квадратное сечение и включать одно, два или несколько отверстий для сбора (последний случай позволяет оценить среднюю скорость в канале, изображение напротив). Все эти устройства характеризуются постоянством, позволяющим переключаться с измерения перепада давления, считываемого на манометре, на фактическую среднюю скорость жидкости. Несколько определений этого постоянного сосуществуют, например, один , который принимает его как частное от истинной средней скорости жидкости в канале с помощью теоретической скорости (где разность давлений между двумя отверстиями или множеством отверстий и от плотности из жидкость, протекающая в воздуховоде). На практике постоянная, определенная таким образом для манометров с круглым цилиндром, часто составляет порядка 0,85, но она может изменяться с течением времени, так что эти манометры необходимо периодически калибровать.
2Δпρ{ displaystyle { sqrt { frac {2 Delta P} { rho}}}}Δп{ displaystyle Delta P}ρ{ displaystyle rho}
Некоторые компании предлагают устройства с цилиндрами квадратного сечения, представленными в настоящее время по их диагонали. Компания предлагает секционные цилиндры в форме шара из кольта , отверстия которого, предназначенные для измерения отрицательных коэффициентов давления, находятся уже не в основании, а по бокам секции.
ПРОТИВп{ displaystyle C_ {p}}

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector