Прибор для измерения скорости потока (трубка Пито)

В качестве второго примера практического приложения уравнения Бернулли рассмотрим трубку полного напора (трубку Пито), служащую для измерения скорости потока. В простейшем виде трубка Пито (рисунок 2.10) представляет собой изогнутую под прямым углом трубку небольшого диаметра, устанавливаемую в потоке открытым нижним концом навстречу движению жидкости.

Если такую трубку установить в открытом потоке, например в канале, то жидкость поднимется в ней над свободной поверхностью на высоту h, равную скоростному напору. Для доказа­тельства этого запишем уравнение Бернулли для элементарной струйки, набегающей на трубку вдоль ее оси, а затем растекающейся по ее поверхности. Взяв плоскость сравнения на оси трубки и учитывая, что скорость частиц жидкости, попадающих в отверстие трубки, уменьшается до нуля, уравнение Бернулли для сечения 1 - 1, расположенного на некотором расстоянии от носика трубки, и сечения 2 - 2, где , можно записать так:

Пренебрегая потерями напора и учитывая, что

получим

Отсюда скорость движения жидкости

(2.27)

Рисунок 2.10 Схема трубки Пито Рисунок 2.11Схема Трубки Пито-Прандтля

Действительная скорость оказывается несколько отличной от вычисленной по этой формуле вследствие потерь напора и некоторого нарушения по­тока, вызываемого введением в него трубки. В связи с этим для определения действительной скорости трубкой Пито необходимо в формулу 2.27ввести поправочный коэффициент . Тогда получим

(2.28)

где коэффициент различен для различных конструкций трубки и определяется экспериментально путем тарирования трубки по другому прибору, принимаемому за эталон.

Для измерения скорости движения жидкости в напорных трубопроводах применяется трубка Пито - Прандтля, которая представляет собой совмещенные в один прибор трубку.Пито и обычный пьезометр (рисунок 2.11). Разность уровней жидкости в обеих трубках h дает значение скоростного напора , по которому и определяется скорость.