ТРУБКИ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИЕ

ТРУБКИ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИЕ трубки
пневмометрические, устройства для измерения величины и направления скорости,
а также расхода жидкости или газа, основанные на измерении давления в потоке.
Применяются для измерения скоростей течения воды в реках, каналах, лотках
и трубах, скоростей воздушных потоков, а также относит. скоростей движения
судов и самолётов.

Широко распространена комбинированная
трубка Пито - Прандтля, к-рая представляет собой цилиндрич. трубку с полусферич.
носиком (рис. 1), ось к-рой устанавливается вдоль потока. Через
центр. отверстие на полусфере (критич. точка) измеряется полное
давление ро; другое отверстие (или ряд отверстий) I располагается
на боковой поверхности трубки на расстоянии неск. диаметров трубки от носика
и от державки и служит для измерения статич. давления р. Геом. форма
Т. п., форма отверстий и расстояние от них до носика трубки выбираются
так, чтобы давление в боковых отверстиях по возможности мало отличалось
от статич. давления в исследуемой точке потока. Небольшое несоответствие
давлений учитывается поправочным коэфф. к, к-рый определяют тарировкой.
Зная
р
и р, вычисляют скорость потока v
на основании
ур-ния Бернулли. Для несжимаемой жидкости v = (2к(р-р)/р)^1/2;
плотность р может быть найдена по Клапейрона уравнению или др. способом.
При измерении скоростей воздуха выше 50 - 60 м/сек необходимо учитывать
сжимаемость воздуха. Трубка Пито - Прандтля применяется также для определения
v
и
Маха числа М в сверхзвуковом потоке.

При малых скоростях потока (v<6
м/сек)
или
при больших разрежениях, когда Рейнольдса число Re < 300, наблюдается
значит. возрастание коэфф. к. Трубкой Пито -^: Прандтля можно
пользоваться и при очень малых Re, включая и свободномолекулярное
течение (см. Аэродинамика разреженных газов) (при M/Re>l), однако
её практич. применение для этих течений наталкивается на ряд трудностей,
связанных с тарировкой и измерением весьма малых абс. давлений.

Для измерения скорости потока существует
большое количество модификаций трубки Пито - Прандтля (трубки Брабе, Лосиевского,
Престона и др.); кроме того, скорость мерят Вентури трубой. Направление
потока измеряют цилиндрич. и сферич. насадками, комбинациями из трёх расположенных
под углом трубок Пито и т. д., показания к-рых очень чувствительны к направлению
потока.

Для исследования полей скоростей в
пограничном слое потока вязкой жидкости или газа вблизи твёрдой стенки
применяется трубка Стэнтона, измеряющая скоростной напор в потоке с большим
вертик. градиентом скорости (рис. 2); она устанавливается непосредственно
на поверхности обтекаемого тела и перемещается по вертикали с помощью микрометрич.
винта. Измеренное трубкой давление относится к эффективному расстоянию
от стенки, определяемому из тарировки.

Рис. 2. Схема трубки Стэнтона.

Скорость вычисляют по разности полного
давления, измеренного трубкой, и статич. давления на стенке канала.

Лит.: Физические измерения в
газовой динамике и при горении, пер. с англ., ч. 1 - 2, М., 1957; Горлин
С. М., Слезингер И. И., Аэромеханическне измерения, М., 1964; Попов С.
Г., Измерение воздушных потоков, М.- Л., 1947.

Л. В. Козлов.