Измерение скорости и расхода жидкости с помощью трубок скоростного напора

Французский ученый Анри Пито в 1732 году применил трубку полного напора (полая стеклянная трубка с загнутым концом) для измерения скорости воды в р. Сене, т.е. в канале с открытой поверхностью (рисунок 7.2,а). Жидкость в трубке, загнутый конец которой направлен навстречу потока, поднимается на высоту h_полн, причем часть её поднимается выше свободной поверхности воды. Статический напор в этом случае - это гидростатический напор, равный глубине погружения трубки, а т.к. h_полн=h_ст+h_дин, то высота подъёма жидкости над поверхностью равна динамическому или скоростному напору. Т.к. динамический напор и скорость связаны квадратичной зависимостью, то измерив скоростной напор можно рассчитать и скорость:

.

Рисунок 7.2 - Принцип действия трубок полного и скоростного напора

Однако такой способ не применим для измерения скорости в закрытом напорном канале или трубопроводе. Немецкий ученый Людвиг Прандтль предложил усовершенствовать трубку Пито и измерять динамическое давление с помощью двух трубок (рисунок 7.2, б), и разность полного и статического давлений, равная динамическому давлению, измеряется дифференциальным манометром. Такие устройства называются трубками Пито - Прандтля. Скорость потока рассчитывается по формуле:

(7.4)

где j - тарировочный коэффициент зонда, определяемый экспериментально в аэродинамической трубе.