實驗室水流測速裝置

A. 流速流速測量

在流速測量中，我們根據具體需求和環境，選擇合適的測量手段和設備。以下是幾種常見的方法和工具：

首先，皮託管是一種由法國工程師H.皮托在1732年發明的測量工具。它在實驗室中被廣泛應用，用於測定均點流速。皮託管前端的總壓孔(M)與側面的靜壓孔(N)通過雙層套管連接到壓差計，通過測量總壓(p0，等於來流壓強p∞加上液體密度ρ和流速u的平方乘以1/2)與靜壓的差值，利用伯努利方程計算出點流速，其中需要通過率定確定改正系數c。

旋槳（杯）式流速儀適用於現場和實驗室，其原理是水流沖擊旋轉葉片，葉片轉數與流速有固定的關系。通過設定裝置，將轉數轉化為電信號記錄顯示，便於數據處理。

激光測速儀以其無干擾性成為流速測量的高效選擇，特別適用於需要保持流場純凈的環境。

熱絲（膜）流速儀則適用於瞬時流速、脈動流速以及隨機變化的紊流測量，能夠捕捉到流速的瞬時變化。

最後，攝影法是通過分析曝光時間和亮點跡線長度來推算流速，這種方法適用於記錄和分析動態的流速變化。

  水的流速

B. 水力學實驗的水力量測要素

水力量測儀器分靜態和動態。靜態量測儀器量測不隨時間變化的水力要素值，動態量測儀器量測各種水力要素瞬時值。 ①畢託管測速。用畢託管量測液體內點上的時間平均流速時，將畢託管正對流速方向，管中水柱升高值h=u/2ɡ,根據測定的h值算出點上流速u。
②熱膜流速儀測速。其原理是借測定探頭上金屬膜的散熱率，估計流經探頭的流體速度。金屬膜散熱率的大小影響電位差，從而記錄出流速。熱絲測速儀基於同樣的作用原理,探頭為一根極細的鉑絲或鎢絲，是量測紊流脈動流速的有效工具。熱絲流速儀更多地用於空氣流速的測量。
③激光流速儀測速。利用激光對水流中示蹤顆粒運動的多普勒效應測得的光頻率變化，通過瞬時速度與頻率變化的線性關系即得瞬時速度。它的最顯著的優點是不需要在水流中放入感應部分,因而對水流無干擾,其解析度也很高。示蹤顆粒一般可利用天然水本身所含雜質。
④示蹤測速。示蹤測速法有：
(a)河流水面放置浮標,通過浮標速度的測量測定平均流速；
(b)水槽水面放置紙花,或滴注比重接近於水的四氯化碳和二甲苯的適當混合液體，用連續攝形法配合水槽側牆上網格坐標計算流速，在水流斷面上垂直於流向安設金屬絲作為陰極，銅板陽極可以放在水流其他任何合適位置。通電後，沿金屬絲產生氫氣泡，從所觀察的氫氣泡運動了解水流情況，稱為氫氣泡顯示技術。如果引入脈沖電流，沿導線將產生一排一排的氣泡，就可測量局部流速分布。
⑤旋杯流速儀和旋槳流速儀測速。是將水流動量轉換成對旋杯或旋槳的沖量，用於河流流速測量。小形旋槳流速儀，可用於實驗室測速。 ①用標准容器或衡器直接測量固定時段內流入容器的水的體積或水的重量，以計算流量；②利用量水堰流量公式和實驗確定的流量系數計算流量；
③利用文丘里管、孔板與管嘴，通過測定上下游斷面壓強差以計算流量;
④沿河流斷面將斷面分割,用流速儀測定每一分斷面的平均流速，測定分斷面面積求流量，然後疊加求出全斷面流量。
近代水力要素量測趨於自動化。自動化量測使測點定位、移位、信息判讀、采樣儲存、數據處理及成果顯示列印等全過程由量測系統的設備自動完成。目前，也出現了整個試驗過程自動閉環控制與檢測。在試驗中水力要素被感測器檢測，一方面顯示記錄，一方面經過感測器反饋執行器，對試驗條件進行預定的調整。