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1、熱工參量綜述在本章節(jié)屮,主要講了溫度,壓力,流量,物位等四個熱工參量,現(xiàn)對其每項進行一個簡單綜述。一、溫度測】溫度是一個十分重要的熱力學(xué)參量。從微觀上說,它反映物體分子運動平均動能的大小,而宏觀上則表示的體的冷熱程度。通常,我們把長度、吋間、質(zhì)量等基準(zhǔn)物理量稱作“外延量”,它們可以疊加;而溫度是一種“內(nèi)涵量”,疊加原理就不再使用。溫度是科研屮最普遍測量的項h,n前已口漸發(fā)展出適用于各個領(lǐng)域的不同類型高精度測溫儀器。1、溫標(biāo)要了解溫度的測量,首先溫標(biāo)。溫標(biāo)是用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(零點)和測量溫度的基本單位。
2、H前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。華氏溫標(biāo)是1714年有德國的法勒海特建立的,它規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣床下,水的冰點是32。F,沸點是212。F,屮間分為180等分,每一-等分為華氏1度。攝氏溫標(biāo)是1740年瑞典人攝氏提出的。它規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的冰點是0。C,沸點是100。C,屮間分為100等分,每一?等分為攝氏1度。其小,二者的關(guān)系為7;f)=-rfC)+32o熱力學(xué)溫標(biāo)是1848年有開爾文提出的,它是以卡諾循環(huán)為基礎(chǔ),是一種理想而不能實現(xiàn)的理論溫標(biāo)。它規(guī)定分子運動停止吋的溫度為絕對零度。2、測溫方法溫度測量方
3、法可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表測溫儀表比較簡單、可靠,測量精度較高;但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交換,需要一定的吋間才能達到熱平衡,所以存在測溫的延遲現(xiàn)象,同吋受耐高溫材料的限制,不能應(yīng)用于很高的溫度測量。其儀器包括熱膨脹式溫度計,電阻式溫度計,熱電式溫度計等。就F1前來說,熱膨脹式溫度計應(yīng)用最早而且使用最廣泛的一?種溫度計。它由液體儲存器、毛細(xì)管和標(biāo)尺組成,但其受液體的凝固點和汽化點的限制。在熱電式溫度計屮,基于熱電效應(yīng),將兩種不同的道題A和B連成閉合回路,出兩個接點處的溫度不同吋,回路屮將產(chǎn)生熱電
4、勢。它利用了均質(zhì)導(dǎo)體定律、屮間導(dǎo)休定律和標(biāo)準(zhǔn)電極定律。其屮的熱電偶,具有測量精度高,測量范圍廣,構(gòu)造簡單和使用方便等特點,但需要對冷端進行一定的補償。熱電阻溫度計是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。非接觸式儀表測溫是通過光輻射原理來測量溫度的,測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸,測溫范圍廣,不受測溫上限的限制,也不會破壞被測物休的溫度場,反應(yīng)速度i般也比較快;但受到物休的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響,其測量課差較大。二、流量檢測流量,是指在單位時間內(nèi)流體(氣體、液體、粉末或固體顆粒等)流經(jīng)管道或設(shè)
5、備某處橫截面的數(shù)So流體以體積表水吋稱為體積流量2=/,以質(zhì)量表小吋稱為質(zhì)雖流球Q”=o用于測量流量的計量器具稱為流量計,通常由一次裝置和二次儀表組成。一次裝置安裝于流體導(dǎo)管內(nèi)部或外部,根據(jù)流體與一次裝置相互作用的物理定律,產(chǎn)生一個與流量有確定關(guān)系的信號。一次裝置即流量傳感器。二次儀表接收一次裝置的信號,并轉(zhuǎn)換成流量顯示信號或輸出信號。1、流體的相關(guān)概念流體密度:單位休積的流體所具有的質(zhì)量。p斗。M為流體質(zhì)量,V為流體體積,是溫度和壓力的函數(shù),通常由密度計測定,也可查表得到。流體粘度:衡量流體粘性大小的物理量。其屮,粘性是指在流體的內(nèi)
6、部相互接觸的部分在其切線方向的速度有差別吋會產(chǎn)生減小其速度差的作用。F=是牛頓粘性定律。式屮,F(xiàn)為粘dy滯力;A為接觸面積;du/dy為流體垂直于速度方向的速度梯度;“為表征流體粘性的比例系數(shù)。流體的動力粘度“與流體密度P的壁紙稱為運動粘度V0層流和紊流:所謂層流就是流體在細(xì)管屮流動的流線平行于管軸吋的流動,流量與壓力降成正比,流速分布是以管軸為屮心線的軸對稱拋物線分布。所謂紊流就是流體在細(xì)管屮流動的流線相對混亂的流動,流量與床力降的平方根成正比,管內(nèi)流速同樣是以管小心線軸對稱的分布,但是其分布呈指數(shù)曲線形式。二者都是流體在細(xì)管屮的流
7、動形式,可以利用雷諾數(shù)判斷。雷諾數(shù):流體流動的慣性力與粘滯力之比。Re=^=—oRe為雷諾數(shù)(量綱為1);7為流動橫截面的平均流速(m/s);“為動力粘度(Pa2320時為紊流。平均流速:指流過管路的體積流量除以管路截面積。2、檢測方法流量測量的方法大致可以歸納為:利用們努利方程原理,通過測量流體差壓信號來反映流量的差用式流量測量法;通過直接測量流體流速來得出流量的速度式流量測量法;利用標(biāo)準(zhǔn)小容積來連續(xù)
8、測量流向的容積式測量法;以測量流體質(zhì)量流量為H的的質(zhì)量流量測量法。差壓式流量計:基于流體在通過設(shè)置于流通管道丄的流動阻力件時產(chǎn)生的壓力差與流體流量Z間的確定關(guān)系,通過測量差用值求得流體流量。圖3-2差壓流屋訃原理圖2—取