15-2. Устройство напорных трубок

Из числа существующих напорных трубок широко применяется как в лабораторных, так и в промышленных условиях дифференциальная трубка Пито с полусферической головкой наконечника, снабженная державкой (рис. 15-2-1). В этой трубке полное давление потока передается через отверстие на лобовом конце наконечника трубки, статическое — через узкую прерывистую щель на поверхности наконечника. По каналам в теле цилиндрического наконечника и в державке трубки давления передаются к прибору, измеряющему разность

Рис. 15-2-1. Дифференциальная трубка Пито.

На рис. 15-2-1 приведены также кривые, характеризующие распределение давлений по поверхности наконечника (цилиндрического участка) трубки с учетом влияния, оказываемого державкой (трубка, перпендикулярная к наконечнику). На оси ординат отложено отношение — где давление в данной точке поверхности наконечника трубки; статическое давление в невозмущенном потоке.

На оси абсцисс отложено отношение здесь I — расстояние данной точки поверхности наконечника трубки от начала координат; наружный диаметр наконечника трубки.

Кривая 1 характеризует распределение давлений вдоль образующей наконечника трубки без учета влияния, оказываемого державкой. Кривая 2 характеризует распределение давлений, обусловленных влиянием державки.

В лобовой точке наконечника, называемой критической, что и обусловливает выполнение отверстия в этой точке для измерения полного давления.

На поверхности наконечника трубки имеется область, отвечающая отношению для которой с достаточной степенью приближения можно принять Это является обоснованием к выбору места щели на поверхности наконечника трубки для измерения статического давления.

Рис. 15-2-2. Влияние отклонения напорной трубки на

Рис. 15-2-3. Возможная погрешность при определении средней скорости в зависимости от

Для измерения статического давления на поверхности цилиндрического участка трубки иногда вместо щели делают отверстия. При изготовлении дифференциальной трубки необходимо строго соблюдать форму и размеры, приведенные на рис. 15-2-1.

Для дифференциальных трубок при поправочный коэффициент близок к единице в пределах около 1%. При коэффициентов быстро падает и при отличается от единицы примерно на 6% [73].

Особенностью напорной трубки является ее нечувствительность к малым отклонениям оси наконечника от направления набегающего потока. На рис. 15-2-2 показано изменение полного, статического и динамического давлений, воспринимаемых трубкой при изменении угла а между осью наконечника и направлением потока. Из графиков видно, что при малых углах отклонения оси наконечника трубки от направления потока полное и статическое давления изменяются почти одинаково, так что их разность (динамическое

давление остается практически постоянной вплоть до значений угла

При применении дифференциальной трубки необходимо учитывать, что трубка с большим диаметром наконечника может вызвать изменение распределения скоростей в потоке в том месте, где производится измерение. На рис. 15-2-3 представлен график, построенный по данным Никурадзе, дающий представление о возможных значениях относительной погрешности измерения средней скорости потока в трубах при помощи трубки в зависимости от отношения диаметра наконечника трубки к диаметру трубы Поскольку дифференциальную трубку малых размеров достаточно точно изготовить затруднительно, то для измерения скоростей в трубах небольшого диаметра, а также в пограничных слоях применяют трубки Пито (рис. 15-1-1) с диаметром наконечника . В этом случае статическое давление измеряют через отверстие в стенке труб.

При определении скорости от 5 до измеряемое динамическое давление с помощью трубок невелико, например, для потока воздуха, находящегося под давлением, близком к атмосферному, лежит в пределах от 1,6 до (16—400 Па). Вследствие трудностей, встречающихся при измерении малых скоростей газового потока с помощью напорных трубок и жидкостных манометров, для этой цели применяют также другие приборы — анемометры и термоанемометры.

Наряду с описанными выше нормальными трубками широко применяют для измерения скоростей в потоках напорные трубки и других конструкций [59, 74],