Принцип работы трубки пито
Что такое трубка Пито – метрологический аппарат для измерения располагаемого (полного) и статического давления, массового расхода движущегося газа (воздуха) или жидкости и скорости движения в трубе. Назвали ее в честь ее изобретателя инженера-конструктора из Франции Анри Пито. Внутри трубка Пито полая и выгнутая под углом 90 градусов.
Самым простым вариантом данного прибора является Г-образный трубчатый корпус, часть которого погружается в закрытую полость трубопровода. Монтируется в трубопровод открытым концом навстречу потоку газа или жидкости, как показано на рисунке 1.
Принципиальная схема установки трубки Пито
Принцип работы трубки Пито
В начальной стадии работы трубка Пито заполняется движущейся жидкостью или газом. Соответственно, поток, входящий в трубку Пито и вертикальную трубку, создаст некое давление, которое будет контролироваться с помощью манометров, установленных на свободных концах трубок.
По разности давлений измерительных приборов или разности высот поднятия жидкости в трубках судят о полном напоре жидкости, протекающей в трубе, его непосредственно скорости, а также расхода. Таким образом, в основу принципа измерения положен принцип дифференциальной разности давления.
Как работает трубка Пито
Представим, что жидкость под каким-то неизвестным давлением течет по трубе, как изображено на рисунке 2.
Принцип работы трубки Пито в потоке жидкости
Соответственно, в первой А манометрической трубке (слева) со свободным выходом жидкость поднимется вверх до определенной отметки — hs. В случае подсоединения манометра к свободному концу, он покажет давление, которое жидкость оказывает на стенки трубопровода. Данная величина устанавливает: на сколько статическое давление жидкости больше атмосферного.
Необходимо отметить, что отверстие монтируется в трубопроводе в строгой перпендикулярности во избежание большой погрешности измерения. Это значит, что давление измеренное в трубке А не зависит от скорости потока жидкости.
Вторая же трубка В формой Г является напорной и опущена в жидкость – навстречу движущемуся потоку. Газ или жидкость, движущаяся с определенной скоростью, будет заполнять полость трубки. К свободному концу трубки также присоединим контрольно-измерительный прибор – манометр. Входящий поток жидкости, ударяясь о стенки внутри трубки, будет создавать определенное давление, контролируемое манометром с другой стороны.
Уровень жидкости в манометрической трубке В ht будет состоять из 2-х складывающихся физических величин: статического напора и напора, который создается скоростным движением потока. Скоростной напор определяется разностью уровней в трубках h=ht-hs.
Таким образом, мы имеем две абсолютно разные величины измеренного давления вертикальной трубкой и трубкой Пито. В этом и состоит основной принцип работы трубки Пито, в частности, сумма статического и скоростного напоров составит величину полного напора жидкости в трубе. А для нахождения расхода жидкости в данном сечении трубопровода берется разность двух этих физических величин.
Источник
Изготовление курительной трубки
Мастер-класс предназначен как для тех, кто просто хочет узнать о процессе изготовления курительных трубок, так и для тех, кто захочет попробовать изготовить курительную трубку своими руками.
Перед тем как рассказать о процессе изготовления трубок, хочется остановиться на нескольких моментах, а именно на устройстве трубки, на материале для изготовления и форме курительных трубок.
Устройство курительной трубки
Материалы для изготовления курительных трубок (стаммель и мундштук)
Перечень материалов для изготовления трубок очень велик, и их перечисление займет слишком много времени. Я хотел бы остановиться на двух материалах – бриар и дерево.
Бриар считается самым лучшим материалом для курительных трубок.
Бриар – корневое утолщение одного из видов вереска. Обычно из из бриара изготавливают чашку трубки или чашу с чубуком.
Что касается дерева, то тут хотелось бы обратить внимание на то, что не все породы дерева и не все его части подходят для изготовления трубок.
Для изготовления деревянных трубок можно использовать дерево груши, вишни, яблони и некоторых других.
Наиболее подходящими являются груша и вишня.
Данные породы деревьев имеют с одной стороны довольно плотную и устойчивую к температуре древесину, с другой стороны древесина пластична, что позволяет без особых усилий вырезать форму трубки, а в дальнейшем при необходимости выполнять резьбу и др. Кроме этого данные породы гигроскопичны и не имеют резких неприятных запахов и не содержат смолистых соков.
Оптимально для изготовления курительных трубок подходят корни вышеуказанных деревьев (корни самая плотная часть дерева) и комель (нижняя толстая часть ствола дерева, расположенная непосредственно над корнем).
Основными материалами для изготовления мундштуков являются эбонит и акрил.
Форма курительных трубок
С основными формами курительных трубок Вы можете ознакомиться в моей публикации «Формы курительных трубок» .
На самом деле вопросов, касающихся формы, размеров, материалов для изготовления курительных трубок еще очень много и осветить их в данном мастер-классе наверное не имеет смысла, поэтому перейдем непосредственно к процессу изготовления курительной трубки.
Чтобы сделать курительную трубку своими руками, вам потребуются различные инструменты и материалы, которые заметно облегчат Вам процесс изготовления трубки (ленточная пила, сверлильный станок + сверла (3-4 мм для дымового канала и 8-10 мм для мортиза), токарный станок и др.)
В настоящее время приобрести такого рода оборудование не составляет проблемы, в связи с большим количеством предложений на рынке, в основном китайского производства.
Если такого инструмента у Вас нет, то от сверления отверстий самостоятельно Вам наверное придется отказаться.
И так мы выбрали форму нашей будущей трубки и имеем материал для ее изготовления.
1. Делаем эскиз курительной трубки, включая оси табачной камеры, дымового канала и мортиза) на бумаге, а затем переносим его непосредственно на деревянную заготовку.
2. При помощи ленточной пилы проводим грубую обработку заготовки с целью убрать крупные излишки материала.
3. Сверление отверстий для дымового канала и табачной камеры.
При сверление отверстий обратите внимание, чтобы направление и глубина сверления соответствовала тем, что указаны на разметке. Необходимо просверлить одно отверстие в чубуке для крепления мундштука (мортиз), и одно в чаше — табачная камера. Из дна мортиза в табачную камеры необходимо просверлить дымовой канал.
4. Придание формы и обработка курительной трубки при помощи наждачной бумаги.
Изготовление мундштука
1. Отрезание заготовки требуемой длины и вытачивание шейки мундштука (часть мундштука для соединения со стаммелем) на токарном станке.
Обратите внимание, что шейка мундштука должна иметь точные размеры (по диаметру, чтобы плотно держаться в мортизе; по длине, должна быть на 0,1-0,2 мм меньше глубины мортиза).
2. Сверление отверстия и протачивание щели загубника
3. Придание грубой формы мундштуку. В дальнейшем необходимая форма придается только ручным инструментом (шкурки, напильники).
4. Придание изогнутой формы мундштуку.
Если мундштуку необходимо придать изогнутую форму, мундштук необходимо нагреть строительным феном или при помощи свечи и загнуть его. После чего мундштук следует охладить холодной водой.
Финишная обработка
Когда формы трубки и мундштуком уже готовы, переходим к финишной обработке.
Для шлифовки необходимо использовать наждачную бумагу начиная с 100 или 150 грит, и заканчивая 1000 или 1500 грит.
Для полировки используется диск из нескольких десятков слоев хлопковой ткани, прошитых ниткой. Такой полировочный диск необходимо установить в сверлильный станок, смазать полировальной пастой, и аккуратно подносить к нему трубку.
Пасту для финишной полировки и диск можно приобрести в специализированных магазинах, торгующих товарами для ювелиров.
Шлифовка и полировка каналов
Для шлифовки дымового канала как в стаммеле так и в мундштуке удобнее всего использовать деревянные палочки, на которые необходимо наклеить наждачную бумагу разной зернистости (500 грит (самая мелкая)).
Нанесение морилки и карнаубского воска
Для придания трубке нужного цвета я использую морилки. Лучше всего для этого использовать спиртовые — они быстрее сохнут, хотя можно использовать и водные.
Обратите внимание, на то, что запрещается использовать «неводные».
Морилка обычно наносится до полировки. Чтобы сделать рисунок более контрастным, морилку наносят после каждого этапа шлифовки наждачной бумагой. Морилка при таком нанесении впитывается глубже.
Когда курительная трубка уже полностью готова, я наношу на нее карнаубский воск (бразильский воск, пальмовый воск) — натуральное вещество, придающее блеск.
Для нанесения карнаубского воска, как и для полировки, я использую полировочный хлопковый диск.
В итоге получилась вот такая трубка.
Источник
Трубка Пито. Принцип работы
Трубки Пито представляют собой один из вариантов датчика расхода непрерывного потока рабочей среды. Изобретённые ещё в 1732 году французским инженером Анри Пито, они и сейчас широко используются в гражданской и военной авиатехнике, в инженерных коммуникациях и пр.
Принцип работы
Являясь расходомером дифференциального давления, трубка Пито измеряет два давления: статическое и общее ударное. Статическое давление — это рабочее давление в трубе, воздуховоде или окружающей среде, которая находится перед трубкой Пито. Измерение происходит под прямым углом к направлению потока, предпочтительно в точке с низкой турбулентностью.
Общее ударное давление представляет собой сумму статического и кинетического давлений и определяется в момент, когда протекающий поток воздействует на отверстие трубке Пито. В большинстве конструкций используется Г-образная трубка, входное отверстие которой, обращено непосредственно к встречному потоку.
Для удовлетворительной работы трубки Пито необходимо, чтобы диапазон расхода находился в пределах от 3: 1 до 4: 1 (это требование типично и для диафрагменных расходомеров). Основное отличие состоит в том, что, хотя отверстие измеряет полный поток, трубка Пито определяет его скорость только в одной точке.
Для конструкции описываемого расходомера крайне важны профиль и длина входной трубки, а также форма её стенок.
Параметры входной части трубки влияют на характер распределения давления по сечению. При увеличении скорости потока её профиль в трубке меняется с удлиненного (ламинарного) на более плоский (турбулентный). Это меняет точку средней скорости и требует регулировки глубины вставки. В подобных условиях профиль скорости почти всегда плоский, и глубина введения трубки не является критической.
Важно, чтобы измерение скорости проводилось на глубине введения, которая соответствует средней скорости потока. Поэтому в расходомерах Пито устанавливают короткие трубки с профилем, который увеличивает скорость потока и уменьшает постоянный перепад давления. Выпускаются также и специальные исполнения, в которых профиль входного канала выполняется таким, чтобы создать более высокий перепад давлений, чем у обычной трубки Пито.
Как измеряется давление потока?
В конструкциях трубки Пито (с двойными стенками) ударное давление направлено вперёд, в поток. В обычных конструкциях ось движения рабочей среды совмещается с осью внешней трубки. Оба сигнала давления направляются по трубопроводу на индикатор или преобразователь.
Для промышленных применений статическое давление может быть измерено тремя способами:
- Через отводы в стенке трубы.
- Статическими зондами Пито, вставленными в технологический поток.
- При помощи небольших отверстий, расположенных либо на самой трубке Пито, либо на отдельном аэродинамическом элементе.
Точность функционирования расходомеров данной конструкции зависит от формы аэродинамических тел, окружённых постоянным потоком рабочей среды, а также от характеристик её вязкости, скорости и сжимаемости. Ключом к повышению точности показаний является минимизация кинетической составляющей при измерении давления.
Специально разработанные датчики Пито пригодны и для работ в пульсирующих потоках. Для этого используется зонд Пито, заполненный силиконовым маслом, который служит для передачи давления процесса. В высокочастотных пульсирующих применениях масло служит также средством демпфирования пульсаций и усреднения давления.
Применение
Трубки Пито могут быть использованы в трубах и воздуховодах любого сечения – круглого, квадратного, прямоугольного. Ввиду своей простоты и надёжности такие расходомеры применяются даже в турбинных установках гоночных автомобилей и скоростных истребителей. В промышленных применениях трубки Пито используются для измерения потока жидкости в водосливах и открытых каналах.
Хотя точность и дальность действия относительно низки, трубки Пито недороги и подходят для различных условий окружающей среды, включая экстремально высокие температуры и широкий диапазон давлений.
Монтаж этих устройств заключается в следующем:
- Трубку Пито пропускают через отверстие в канале.
- Закрепляют её при помощи фланца или сальника.
- Устанавливают внешний индикатор, который показывает относительное отклонение между осями трубы/канала и приёмной трубки.
- При возможном наличии в потоке мелкодисперсных твёрдых частиц (например, угольной пыли) перед расходомером монтируют съёмный пробоотборник.
- Если температура потока может резко изменяться, предусматривают установку управляющей термопары.
Точность показаний — от 0,5% до 5% полной шкалы.
Преимуществами трубок Пито являются низкая стоимость, отсутствие движущихся частей, простота и отсутствие потерь давления в текущем потоке.
Основные недостатки — ошибки, возникающие в результате изменения профиля скорости или закупорки портов давления.
Трубки Пито целесообразно использовать для измерения расхода рабочей среды там, где важна стоимость устройства, а также при значительных диаметрах трубы или воздуховода.
Источник