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输入计算

数学公式

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结果

流速
28.571
米每秒(m/s)
速度(km/h) 102.86 km/h
速度(mph) 63.91 mph
公式 v = √(2ΔP / ρ)

什么是皮托管流速计算器?

皮托管通过比较管口处的滞止压力(总压)与未受扰动流体的静压来测量流速。两者之差就是动压 \(\Delta P\)。本计算器把这个压差和流体密度换算成流速,并同时给出 m/s、km/h 和 mph 三种单位的结果。它被广泛应用于飞机空速表、暖通空调(HVAC)风管测量以及实验室风洞等场景。

使用方法

先输入差压 \(\Delta P\),单位为帕斯卡(Pa)——这就是压力变送器或压差计上读到的数值。然后输入流动流体的密度 \(\rho\),单位为 kg/m³。海平面、15 °C 时的空气,\(\rho \approx 1.225\) kg/m³;水的 \(\rho \approx 1000\) kg/m³。点击计算即可立即得到流速。

公式解析

该关系式来自不可压缩流动的伯努利方程。动压等于 \(\tfrac{1}{2}\rho v^2\),将其变形求解速度即可得到:

$$v = \sqrt{\dfrac{2 \cdot \Delta P \,(\text{Pa})}{\rho \,(\text{kg/m}^3)}}$$

其中 \(v\) 为速度(m/s),\(\Delta P\) 为差压(Pa),\(\rho\) 为流体密度(kg/m³)。该公式适用于不可压缩、低速流动(空气中马赫数 < 0.3),并且忽略了探头损失。

气流中的皮托管,显示滞止孔、静压孔以及通向压力计的差压
皮托管测量滞止压力与静压之间的差值(\(\Delta P\)),该差值决定了速度公式。

计算示例

假设在空气中(\(\rho = 1.225\) kg/m³)的皮托管读出的差压为 500 Pa,则 $$v = \sqrt{\dfrac{2 \times 500}{1.225}} = \sqrt{816.33} \approx 28.57 \ \text{m/s}$$ 约合 102.9 km/h 或 63.9 mph。

常见问题

应该用哪个密度?请使用流体在实际温度和压力下的密度。空气密度会随海拔和温度变化,因此要想准确测算空速,必须使用经过修正的密度值。

这套公式适用于高速(可压缩)流动吗?不适用。气体中超过约马赫 0.3 时,可压缩效应不可忽略,需要改用可压缩皮托管方程。

\(\Delta P\) 怎么获得?它是皮托静压系统中总压口与静压口之间的压差,通常由差压传感器直接测得。

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