流量測(cè)量中常用流體參數(shù)

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1、流量測(cè)量中常用的流體參數(shù)流量測(cè)量中常用的流體參數(shù)對(duì)工業(yè)管道流體流動(dòng)規(guī)律的研究、流量測(cè)量計(jì)算以及儀表選型時(shí)，都要遇到一系列反映流體屬性和流動(dòng)狀態(tài)的物理參數(shù)．這些參數(shù)，常用的有流體的密度、粘度、絕熱指數(shù)(等熵指數(shù))、體積壓縮系數(shù)以及雷諾數(shù)、流速比(馬赫數(shù))等；這些物理參數(shù)都與溫度．壓力密切相關(guān)。流量測(cè)量的一次元件的設(shè)計(jì)以及二次儀表的校驗(yàn)，都是在一定的壓力和溫度條件下進(jìn)行的。若實(shí)際工況超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍，即需作相應(yīng)的修正。一、流體的密度流體的密度()是流體的重要參數(shù)之一，它表示單位體積內(nèi)流體的質(zhì)量。在一般工業(yè)生產(chǎn)中，流體通常可視為均勻流體，流體的密度可由其質(zhì)量和體積之商求

2、出：＝???????????????????????????????（1－2）式中?m——流體的質(zhì)量，kg；?????V——質(zhì)量為m的流體所占的體積，m3密度的單位換算見(jiàn)表1—3。各種流體的密度都隨溫度、壓力改變而變化．在低壓及常溫下，壓力變化對(duì)液體密度的影響很小，所以工程計(jì)算上往往可將液體視為不可壓縮流體，即可不考慮壓力變化的影響．但這只是一種近似計(jì)算。而氣體，溫度、壓力變化對(duì)其密度的影響較大，所以表示氣體密度時(shí)，必須嚴(yán)格說(shuō)明其所處的壓力、溫度狀況．???工業(yè)測(cè)量中，有時(shí)還用“比容”這一參數(shù)。比容數(shù)是密度數(shù)的倒數(shù)，單位為m3／kg。???二、流體的粘度???流體的

3、粘度是表示流體內(nèi)摩擦力的一個(gè)參數(shù)。各種流體的粘度不同，表示流動(dòng)時(shí)的阻力各異。粘度也是溫度、壓力的函數(shù)．一般說(shuō)來(lái)，溫度上升，液體的粘度就下降，氣體的粘度則上升．在工程計(jì)算上液體的粘度，只需考慮溫度對(duì)它的影響，僅在壓力很高的情況下才需考慮壓力的影響。水蒸氣及氣體的粘度與壓力、溫度的關(guān)系十分密切．表征流體的粘度，通常采用動(dòng)力粘度()和運(yùn)動(dòng)粘度(v)，有時(shí)也采用恩氏粘度(°E)．流體動(dòng)力粘度的意義是，當(dāng)該流體的速度梯度等于l時(shí)，接觸液層間單位面積上的內(nèi)摩擦力．流體的動(dòng)力粘度也可理解為兩個(gè)相距1m、面積各為1m2的流體層以相對(duì)速度1m／s移動(dòng)時(shí)相互間的作用力，即??????＝

4、???????????????????????????（1－3）式中??――單位面積上的內(nèi)摩擦力，Pa；v——流體流動(dòng)速度，m／s；???????h——兩流體層之間的距離，m；???????——速度梯度，I/S；???動(dòng)力粘度的單位Pa·s是國(guó)際單位制(SI)的導(dǎo)出單位，是我國(guó)法定單位．它與過(guò)去習(xí)慣使用的其他單位的換算關(guān)系見(jiàn)表l—4．表中的單位達(dá)因·秒／厘米2(dyn·s／cm2)是厘米—克—秒單位制(c．G．s單位制)的導(dǎo)出單位，習(xí)慣上稱泊(P)。取其百分之一為單位，稱厘泊(cP)，或百萬(wàn)分之一為單位，稱微泊(P)。由于流體的粘度和密度有關(guān)，將動(dòng)力粘度與流體密度之

5、比作為粘度的另一參數(shù)，稱運(yùn)動(dòng)粘度，用v表示：??????????v＝?????????????????????????????????????（1－4）在SI單位制中，v的單位為m2/s與過(guò)去習(xí)慣用的其他單位間的換算關(guān)系見(jiàn)表1—5。表中v的單位cm2／s是c．G．s單位制的導(dǎo)出單位，稱斯托克斯(St)，取其百分之一為單位，稱厘斯(cSt)。在試驗(yàn)室對(duì)粘度進(jìn)行測(cè)定常采用恩格勒粘度計(jì)，這里還需提及恩氏粘度(E)的概念。流體的恩氏粘度又稱條件粘度，它是基于流體的粘性越大，流動(dòng)時(shí)表現(xiàn)的阻力也越大的原理,按下列方式測(cè)定的：取一定容積的被測(cè)流體(例如200mL)，在一定的溫度(

6、t℃)下，測(cè)定其從恩格勒粘度計(jì)流出的時(shí)間(t)，以s為單位，然后與同體積的蒸餾水在20℃時(shí)流出恩格勒粘度計(jì)的時(shí)間（）對(duì)比，其比值稱該流體在t℃時(shí)的恩氏粘度．????恩氏粘度與運(yùn)動(dòng)粘度在常用范圍內(nèi)的對(duì)照關(guān)系見(jiàn)表1—6。當(dāng)v＞1．2×l0－4m2／s時(shí)，在同一溫度t下，E與v的換算采用下式：????????????Et＝135×103Vt??????????????????????????（1－6）或??????????Vt＝7.41×10－6Et????????????????????????（1－7）式中??Et――在溫度t時(shí)的恩氏粘度；Vt――在溫度t時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘度

7、。三、牛頓流體及非牛頓流體在節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程以及一些流量測(cè)量方法的“適用范圍”欄目中，常常提出所測(cè)流體僅限于“牛頓流體”。什么是牛頓流體和非牛頓流體呢?在前述流體的粘度一節(jié)中，給出了流體動(dòng)力粘度的定義式(1—3)，由該式可以導(dǎo)出在流體內(nèi)部有速度梯度(剪切進(jìn)度)時(shí)，作用在與該速度梯度方向垂直的單位面積上的內(nèi)摩擦力(或稱剪切應(yīng)力、粘滯力)與之間的關(guān)系式是：式(1—8)稱牛頓粘性定律。當(dāng)式中比例系數(shù)(即動(dòng)力粘度)為常數(shù)時(shí)，內(nèi)摩擦力與速度梯度間呈線性關(guān)系。這一規(guī)律的流體即稱牛頓流體．不同種類的牛頓流體的比例常數(shù)值各不相同。當(dāng)值不是常數(shù)或與間的關(guān)系不符式(1—8)