流體流動-(流量測量)

1、1 1、測速管（皮托管）（、測速管（皮托管）（變壓頭測速管變壓頭測速管）2 2、孔板流量計（、孔板流量計（變壓頭流量計變壓頭流量計）3 3、轉(zhuǎn)子流量計（、轉(zhuǎn)子流量計（變截面流量計變截面流量計）第七節(jié)第七節(jié) 流量的測定流量的測定Ru1,p1U2=0p2u3外測壓孔外測壓孔管口管口1 1 測速管測速管 內(nèi)管所測的是靜壓能內(nèi)管所測的是靜壓能p p1 1/和動能和動能u u1 12 2/2/2之和，合稱之和，合稱為為沖壓能沖壓能，即，即22112upp外管壁上的測壓小孔與流體流動方向平行，故外管測的是流外管壁上的測壓小孔與流體流動方向平行，故外管測的是流體靜壓能體靜壓能p p1 1/。2)2(2112

2、1112upupppp則有則有pu21壓差計讀數(shù)反映沖壓能與靜壓能之差，即：壓差計讀數(shù)反映沖壓能與靜壓能之差，即：若該若該U U型管壓差計的讀數(shù)為型管壓差計的讀數(shù)為R R，指示液的密度為，指示液的密度為0 0，流體的，流體的密度為密度為，則根據(jù)靜力學(xué)基本方程，可得，則根據(jù)靜力學(xué)基本方程，可得)(201gRu當(dāng)被測的流體為氣體時，上式可化簡為當(dāng)被測的流體為氣體時，上式可化簡為012 gRu幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明靜壓頭和動壓頭之和稱為沖壓頭。靜壓頭和動壓頭之和稱為沖壓頭。 2 2gugph)(2 oRgCu即測速管測的是測速管測的是點(diǎn)速度點(diǎn)速度。測速管應(yīng)置于穩(wěn)定段。測速管應(yīng)置于穩(wěn)定段。測速管流速計算修正

3、式如下測速管流速計算修正式如下：21RA1A0A2縮脈縮脈：流體截面流體截面 的最小處。的最小處。2 2 孔板流量計孔板流量計在孔板前與板后在孔板前與板后流體縮脈處連接流體縮脈處連接U U形差壓管形差壓管。對圖示的水平管道，在對圖示的水平管道，在1 1、2 2截面間列柏努利方程式，即截面間列柏努利方程式，即22222211upup2121222ppuu流體通過孔板時，流速增大，靜壓頭減少，通過測量孔板流體通過孔板時，流速增大，靜壓頭減少，通過測量孔板前后壓力差，由靜壓頭的減少值依據(jù)伯努利方程算出流速。前后壓力差，由靜壓頭的減少值依據(jù)伯努利方程算出流速。測速原理測速原理根據(jù)連續(xù)性方程，有根據(jù)連續(xù)

4、性方程，有2121uAAu聯(lián)立上兩式，則有聯(lián)立上兩式，則有pAAu2)(112122則體積流量為則體積流量為pAAAuAqv2)(1212222流量計算公式流量計算公式d0d12p21212221ppAAAqv2024dCACADoD21212021ppAAACqDv: )( 1 0212120則有又令Rg-ppAACCD0002RgACqv0002 RgCu：其中幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明 C C0 0稱為孔流系數(shù)稱為孔流系數(shù) 孔板安裝應(yīng)與管軸垂直，并置于穩(wěn)定段。孔板安裝應(yīng)與管軸垂直，并置于穩(wěn)定段。盡量使流量計在孔流系數(shù)為常數(shù)的范圍內(nèi)工作。盡量使流量計在孔流系數(shù)為常數(shù)的范圍內(nèi)工作。組成組成：錐形玻璃管

5、和轉(zhuǎn)子錐形玻璃管和轉(zhuǎn)子3 3、轉(zhuǎn)子流量計、轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計由一個倒錐形的玻璃管和一個轉(zhuǎn)子流量計由一個倒錐形的玻璃管和一個能上下移動的轉(zhuǎn)子所構(gòu)成，能上下移動的轉(zhuǎn)子所構(gòu)成，玻璃管外壁上玻璃管外壁上刻有流量值刻有流量值。測速原理測速原理 流量計垂直安裝，流體自下而上通過轉(zhuǎn)子與管流量計垂直安裝，流體自下而上通過轉(zhuǎn)子與管壁間的環(huán)隙，轉(zhuǎn)子隨流量增大而上移，當(dāng)轉(zhuǎn)子壁間的環(huán)隙，轉(zhuǎn)子隨流量增大而上移，當(dāng)轉(zhuǎn)子受力達(dá)受力達(dá)到平衡時，到平衡時，將懸浮在一定高度，流量值由壁面刻度讀將懸浮在一定高度，流量值由壁面刻度讀取。取。 流量計算公式流量計算公式 當(dāng)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮在一定高度時，對轉(zhuǎn)子上、下兩端面的當(dāng)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮在

6、一定高度時，對轉(zhuǎn)子上、下兩端面的流體截面列柏努利方程：流體截面列柏努利方程： fWgugpzgugpz2222222111忽略位壓頭的變化及阻力損失忽略位壓頭的變化及阻力損失 gugpgugp22222211 與孔板流量計流量式整理方法相同，轉(zhuǎn)子流量計公式為：與孔板流量計流量式整理方法相同，轉(zhuǎn)子流量計公式為： 壓差是定值，可通過壓差是定值，可通過對轉(zhuǎn)子受力平衡分析對轉(zhuǎn)子受力平衡分析確定其計算式。確定其計算式。 212ppACqRRvgVApgVApfffff21轉(zhuǎn)子平衡時，有：轉(zhuǎn)子平衡時，有： fffAgVpp：21 即fffRRRRvAgVACppACq2221幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明流量計應(yīng)垂直安裝在管道上。流量計應(yīng)垂直安裝在管道上。轉(zhuǎn)子流量計是變流通截面積、恒壓差型的流量計。轉(zhuǎn)子流量計是變流通截面積、恒壓差型的流量計。fffRRRRvAgVACppACq2221例題：例題：水在管內(nèi)流動，截面水在管內(nèi)流動，截面1 1處管內(nèi)徑為處管內(nèi)徑為0.2m0.2m，流，流速為速為0.5m/s0.5m/s，由于水的壓強(qiáng)產(chǎn)生水柱高，由于水的壓強(qiáng)產(chǎn)生水柱高1m1m；截面；截面2 2處管內(nèi)徑為處管內(nèi)徑為0.1m0.1m。若忽略水由。若忽略水由1 1至至2 2處的阻力損失，處的阻力損失，試計算截面試計算截面1 1、2 2處產(chǎn)生的水柱高度差處