Трубка Прандтля

Ссылки

Людвиг Прандтль (нем. Ludwig Prandtl, 4 февраля 1875 года, Фрайзинг — 15 августа 1953 года, Гёттинген) — немецкий механик и физик. Внёс существенный вклад в основы гидродинамики и разработал теорию пограничного слоя. В честь его назван один из критериев подобия (число Прандтля), а также гидроаэрометрическое устройство, ставшее классическим приёмником воздушного давления для самолётов и вертолётов (трубка Прандтля).

Защитил докторскую диссертацию в Мюнхенском техническом университете в 1900 году. Был профессором в Ганновере и с 1 сентября 1904 года — в Гёттингене.

ПВД (Приёмник возду́шного давле́ния) в авиационной технике — устройство отбора сигналов атмосферного давления для подачи их в системы статического и динамического давления, а также на ряд электрических датчиков систем отображения полётной информации, в автоматику двигателей и целый ряд других систем самолёта (потребителей). Применяется как первичная часть бортовой системы воздушных сигналов (СВС) для вычисления приборной и воздушной скорости, истинной воздушной скорости, вертикальной скорости и барометрической высоты на самолётах, вертолётах и пр. Существуют приёмники полного давления (ППД), статического давления и комбинированные приёмники. Часто ПВД оснащаются устройствами электроподогрева, для предотвращения обледенения и закупоривания в СВС, с этой же целью во время стоянки самолёта его ПВД закрываются заглушками. Также заглушки закрывают отверстия ПВД от попадания в них насекомых, которые способны проникнуть во внутреннюю полость и привести к катастрофе воздушного судна.

Приёмник статических давлений представляет планку (плиту) с отверстиями, расположенную на обшивке борта самолёта в обусловленном месте.

Приёмник динамического давления измеряет давление набегающего потока и представляет собой штырь, выступающий вперёд.

Комбинированный приёмник представляет аэродинамический зонд в виде пневмометрической трубки, предназначенный для съёма полного и статического давления набегающего потока воздуха. Конструкция обычно основана на трубке Прандтля с добавлением системы подогрева во избежание обледенения.

Датчик заторможенного потока — измеряет давление потока набегающего воздуха, при условии его торможения.

Трубка Питó — прибор для измерения полного напора текущей жидкости (суспензии) или газа. Названа по имени её изобретателя (1732) французского инженера-гидравлика Анри Пито (Нenry Pitot).

Представляет собой Г-образную трубку. Установившееся в трубке избыточное давление приближённо равно:

p∂≈ξρVo22,{\displaystyle p_{\partial }\approx \xi {\frac {\rho V_{o}^{2}}{2}},}

где ρ{\displaystyle \rho } — плотность движущейся (набегающей) среды; Vo{\displaystyle V_{o}} — скорость набегающего потока; ξ{\displaystyle \xi } — коэффициент.

Напорная (пневмометрическая, или трубка полного напора) трубка Пито подключается к специальным приборам и устройствам. Применяется при определении относительной скорости и объёмного расхода в газоходах и вентиляционных системах в комплекте с дифференциальными манометрами.

Применяется как составная часть трубки Прандтля в авиационных приёмниках воздушного давления для возможности одновременного определения скорости и высоты полёта.

Скоростная трубка

Скоростная трубка, установленная вдоль оси воздухопровода диаметром D — 200 мм, дает на спиртовом микроманометре с наклонной шкалой показание L 75 мм.
 

Скоростная трубка, установленная вдоль оси воздухопровода диаметром D 200 мм, дает на спиртовом микроманометре с наклонной шкалой пока — — зание L 75 мм.
 

Скоростная трубка устанавливается в отверстии, просверленном в стенке трубопровода, и закрепляется либо на фланце, либо в штуцере с сальниковым уплотнением. Во всех случаях желательно обеспечить возможность продольного перемещения трубки. Скоростные трубки устанавливаются на прямых участках трубопровода или после струевыпрямителей.
 

Скоростная трубка устанавливается в отверстии, просверленном в стенке трубопровода, и закрепляется либо на фланце, либо в штуцере с сальниковым уплотнением. Во всех случаях желательно обеспечить возможность продольного перемещения трубки. Скоростные трубки устанавливаются на прямых участках трубопроводов или после струевыпрямителей.
 

Скоростная трубка, установленная вдоль оси воздухопровода диаметром D 200 мм, дает на спиртовом микроманометре с наклонной шкалой показание L 75 мм.
 

Скоростная трубка, установленная вдо ль оси воздухопровода диаметром D — 200 мм, дает на спиртовом микроманометре с наклонной шкалой показание L 75 мм.
 

Скоростная трубка, установленная вдоль оси воздухопровода диаметром D 200 мм, дает на спиртовом микроманометре с наклонной шкалой показание L 75 мм.
 

Скоростную трубку устанавливают в отверстии, просверленном в стенке трубопровода, и закрепляют либо на фланце, либо в штуцере с сальниковым уплотнением. Во всех случаях желательно обеспечить возможность продольного перемещения трубки. Скоростные трубки устанавливают на прямых участках трубопроводов или после струевыпрямителей.
 

Тарирование скоростной трубки производится следующим образом. В поток воздуха с равномерным полем скоростей вводят две скоростные трубки. Коэффициент эталонной трубки известен, коэффициент тарируемой трубки должен быть определен.
 

Если бы скоростная трубка была установлена не на оси потока, а в какой-либо другой точке поперечного сечения, то высота Н представляла бы удельную энергию соответствующей струйки.
 

Простота устройства скоростной трубки позволяет изготавливать ее из весьма тонких, тонкостенных трубочек диаметром наружной трубки до полумиллиметра и менее. Малые диаметры скоростных трубок дают возможность проводить измерения локальных скоростей потоков вблизи твердых поверхностей, где изменения скоростей вязких жидкостей могут быть значительными на малых расстояниях. Главное, что трубочки малого размера своим присутствием не вносят заметных искажающих возмущений в параметры измеряемых потоков. Однако проводить измерения скоростей с помощью трубок диаметром до 10 — 12 мм ( промышленно выпускаемые скоростные трубки для газоходов, парогенераторов и вентиляционных каналов) вблизи твердых поверхностей, на расстояниях, равных наружному диаметру измерительной трубки, не рекомендуется, поскольку наличие самой трубки может в значительной мере исказить исследуемое поле скоростей.
 

В простейшем виде скоростная трубка, называемая трубкой Пито ( рис. 44, а), представляет собой изогнутую под прямым углом трубку небольшого диаметра, которую устанавливают в потоке открытым нижним концом навстречу течению жидкости. Верхний конец трубки выводят из потока наружу. Если такую трубку установить в открытом потоке, например в канале, где на свободной поверхности жидкости давление равно атмосферному, то высота h поднятия жидкости в трубке над поверхностью потока будет представлять собой величину скоростного напора w2 / ( 2g) в точке установки трубки. В этой точке струйка тормозится, и ее кинетическая энергия переходит в потенциальную.
 

Каково принципиальное устройство скоростной трубки Прандтля и что она измеряет.