《流量和流速的測量》PPT課件

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1、第一章流體流動一、測速管二、孔板流量計三、文丘里流量計四、轉(zhuǎn)子流量計第六節(jié)流速和流量的測量2021/7/25流量計變壓頭流量計變截面流量計將流體的動壓頭的變化以靜壓頭的變化的形式表示出來。一般，讀數(shù)指示由壓強差換算而來。如：測速管、孔板流量計和文丘里流量計流體通過流量計時的壓力降是固定的，流體流量變化時流道的截面積發(fā)生變化，以保持不同流速下通過流量計的壓強降相同。如：轉(zhuǎn)子流量計2021/7/25一、測速管1、測速管（皮托管）的結(jié)構(gòu)AB2021/7/252、測速管的工作原理對于某水平管路，測速管的內(nèi)管A點測得的是管口所在位置的局部流體動壓

2、頭與靜壓頭之和，稱為沖壓頭。B點測得為靜壓頭沖壓頭與靜壓頭之差2021/7/25壓差計的指示數(shù)R代表A，B兩處的壓強之差。若所測流體的密度為ρ，U型管壓差計內(nèi)充有密度為ρ’的指示液，讀數(shù)為R。——測速管測定管內(nèi)流體的基本原理和換算公式實際使用時c=0.98~1.002021/7/253、使用皮托管的注意事項1）測速管所測的速度是管路內(nèi)某一點的線速度，它可以用于測定流道截面的速度分布。2）一般使用測速管測定管中心的速度，然后可根據(jù)截面上速度分布規(guī)律換算平均速度。u/umaxReRemax1061051041031021070.90.80.

3、70.60.51061051041031021072021/7/253）測速管應放置于流體均勻流段，且其管口截面嚴格垂直于流動方向，一般測量點的上，下游最好均有50倍直徑長的直管距離，至少應有8~12倍直徑長的直管段。4）測速管安裝于管路中，裝置頭部和垂直引出部分都將對管道內(nèi)流體的流動產(chǎn)生影響，從而造成測量誤差。因此，除選好測點位置，盡量減少對流動的干擾外，一般應選取皮托管的直徑小于管徑的1/50。2021/7/25a）管口截面：嚴格垂直于流體的流動方向；b）測量點選擇：在穩(wěn)定流動段（直管段），且前后直管各50d,至少8-12d；c）畢

4、托管直徑：外徑不超過管徑的1/50；d）測量氣體時：壓力變化不超過15%；要求氣體流速>5m/s；e）壓差較小時：可配合微差壓差計使用。5、適用條件大直徑管路；流體含固體雜質(zhì)時不宜采用。4、安裝2021/7/256、畢托管的優(yōu)點：◇結(jié)構(gòu)簡單；◇使用方便；◇流體的機械能損失很少。7、畢托管的局限性：◇測速管只能得到流場中某點的速度；◇測壓孔易堵塞。2021/7/25二、孔板流量計1、孔板流量計的結(jié)構(gòu)R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2孔板流量計2021/7/252、孔板流量計的工作原理流體流到孔口時，流股截面收縮，通過孔口后

5、，流股還繼續(xù)收縮，到一定距離（約等于管徑的1/3至2/3倍）達到最小，然后才轉(zhuǎn)而逐漸擴大到充滿整個管截面，流股截面最小處，速度最大，而相應的靜壓強最低，稱為縮脈。因此，當流體以一定的流量流經(jīng)小孔時，就產(chǎn)生一定的壓強差，流量越大，所產(chǎn)生的壓強差越大。因此，利用測量壓強差的方法就可測量流體流量。在1-1’和0-0’間列柏努利方程，先略去阻力損失2021/7/25CD：排出系數(shù)。取決于截面比A0/A1,管內(nèi)雷諾數(shù)Re1,孔口的形狀及加工精度等?？紤]到流體在孔板流動時會有阻力損失，加一校正系數(shù)CD2021/7/25用孔板前后壓強的變化就可以計算

6、孔板小孔流速u0U型管壓差計讀數(shù)為R，指示液的密度為ρAC0——孔流系數(shù)，C0=f(A0/A1,Re1)2021/7/252021/7/25當Re1超過某界限值時，C0不再隨Re1而變，即C0=const，此時流量就與壓差計讀數(shù)的平方根成正比，因此，在孔板的設(shè)計和使用中，希望Re1大于界限值。3、孔板流量計的優(yōu)缺點優(yōu)點：構(gòu)造簡單，安裝方便缺點：流體通過孔板流量計的阻力損失很大孔板的縮口愈小，孔口速度愈大，阻力損失愈大。所以，選擇合適的孔板流量計A0/A1的值，是設(shè)計該流量計的核心問題。2021/7/25三、文丘里流量計管道中的流量為優(yōu)點

7、：阻力損失小，大多數(shù)用于低壓氣體輸送中的測量缺點：加工精度要求較高，造價較高，并且在安裝時流量計本身占據(jù)較長的管長位置。2021/7/25四、轉(zhuǎn)子流量計1、轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)及工作原理2、流量公式假設(shè)在一定的流量條件下，轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)，截面2-2’和截面1-1’的靜壓強分別為p2和p1,若忽略轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的切向力先不考慮阻力損失，在1-1及2-2間列伯努利方程2021/7/25因為A1·u1=A2·u2考慮阻力損失以后，需要對u2進行校正2021/7/253、流量計的校正1)刻度標準(廠家)：液體20℃、水；氣體20℃、101325Pa的空

8、氣。2)條件變化時，需要校正：a)當流體的密度發(fā)生變化時，當Re>104時，所以，由刻度就可以直接觸讀出流量2021/7/25b)當轉(zhuǎn)子的密度也發(fā)生變化時，1)優(yōu)點阻力損失小，測量范圍寬，流量計前后不需穩(wěn)定