基于皮托管与单片机测量液体流速实验（ppt课件）.pptx

基于皮托管与单片机测量液体流速实验
制作团队：流向未来
实 验 目 的
测量液流定点流速，及流速在圆形管道内的分布
探寻理想液体伯努利方程意义，理解皮托管测速原理
实 验 仪 器
皮托管
气压传感器
51单片机
蓄水桶
PVC透明水管
实验桌
PVC管
蓄水桶
储水桶
气压传感器
皮托管
单片机
数据采集、处理
理想流体伯努利方程
对于恒定不可压缩理想流体中同一流线上的任意两点
总有：


即：
—— 位置水头：单位重量流体以某一基准面为准，所具有的位置势能，简称比位能。
—— 压力水头：单位重量流体以大气压算起，所具有的压力势能，简称比压能。
—— 流速水头：单位重量流体具有的动能，简称比动能。
实 验 原 理
皮托管由两根同心圆的小管嵌套组成。内管由引压端A直通顶端接头C为总压管;外管由B处环形分布的小圆孔引压，通上部侧接头D是静压管。
在U型管上所反映的水面差:
不确定度系数：对不同结构的皮托管，不确定度系数也不同。
皮托管的结构与原理
替换掉传统U型管所得的高度差计算方法，将由气压传感器测出的气压数据代入以上公式，即可获得流速。
利用气压传感器测流速
创新点：
实 验 操 作
装置介绍
蓄水桶主要用来为装置提供稳定的流速，储水桶回收废水。
PVC透明管可以清楚观测管内水流状况。
单片机和传感器可以读取水流产生的压力差，减少误差。
实验步骤
（1）测速前，首先对皮托管进行排气，保证流体顺利经过。
（2）实验开始前，保持水桶水位恒定以控制水流流速。
（3）实验过程中，为防止进气，皮托管不得露出水面。实验结束后，将皮托管从水中取出，检查是否进气。
（4）皮托管必须正对水流流向。
（5）测读时，同一侧点重复三次，读取平均值。
（6）实验过程中，所有实验器材应保持整洁，避免因杂质导致的实验误差。
实验注意事项
由上表处理数据后所得结果表明：水管中部的水流流速大于水管上下部的水流流速。同时，易得水管截面的水流呈抛物线型。
结论
实 验 结 果