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《化工基礎(chǔ)3.3_流體壓力和流量的測(cè)量91905.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、化工基礎(chǔ)1復(fù)習(xí)根據(jù)_________定律，對(duì)定態(tài)流動(dòng)的流體進(jìn)行物料衡算，得到流體流動(dòng)的______方程:m1=m2或qm1=qm2根據(jù)_________定律，對(duì)定態(tài)流動(dòng)的流體進(jìn)行能量衡算，得到流體流動(dòng)的______方程:HfHe1、理想流體在導(dǎo)管中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)管任一截面的總能量或總壓頭為一常數(shù)。2、能量在不同形式間可以相互轉(zhuǎn)化，當(dāng)某一形式的壓頭的數(shù)值因條件而發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)地引起其他壓頭的數(shù)值的變化。*伯努利方程的物理意義質(zhì)量守恒連續(xù)性能量守恒柏努利2教學(xué)目的：重點(diǎn)：3.3流體壓力和流量的測(cè)量使學(xué)生了解測(cè)量流體壓力
2、和流量的儀表，掌握各種流量測(cè)量?jī)x表的工作原理，熟悉各種流量計(jì)的工作范圍。U型管壓力計(jì)、孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理難點(diǎn)：孔板流量計(jì)計(jì)算公式的推導(dǎo)3（1）U型管壓強(qiáng)計(jì)p1p2?i?Z1Z2△RABZ所選指示劑與所測(cè)流體不互溶，且?i>?當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)某一點(diǎn)的壓強(qiáng)時(shí),U型管壓強(qiáng)計(jì)一端連通大氣,一端接測(cè)壓點(diǎn),測(cè)得的是表壓或真空度.Note:管內(nèi)盛有與測(cè)量流體互不相溶的、密度為ρi的指示液，U型管的兩側(cè)分別聯(lián)結(jié)到被測(cè)系統(tǒng)的兩點(diǎn)，隨測(cè)量的壓力差不同，U型管中指示液顯示不同的高度差結(jié)構(gòu)：根據(jù)流體靜力學(xué)方程：若被測(cè)流體是氣體,通常得
3、：1、流體壓力的測(cè)量4例如附圖所示，水在管道中流動(dòng)。為測(cè)得A-A′、B-B′截面的壓力差，在管路上方安裝一U形壓差計(jì)，指示液為水銀。已知壓差計(jì)的讀數(shù)R＝150mm，試計(jì)算A-A′、B-B′截面的壓力差。已知水與水銀的密度分別為1000kg/m3和13600kg/m3。解：圖中，1-1′面與2-2′面間為靜止、連續(xù)的同種流體，且處于同一水平面，因此為等壓面，即又5所以整理得由此可見(jiàn)，U形壓差計(jì)所測(cè)壓差的大小只與被測(cè)流體及指示劑的密度、讀數(shù)R有關(guān)，而與U形壓差計(jì)放置的位置無(wú)關(guān)6（2）倒置U型管壓力計(jì)p1p2?R以被測(cè)液體作
4、為指示液，液體的上方充滿(mǎn)空氣，空氣的進(jìn)出可通過(guò)頂端的旋塞來(lái)調(diào)節(jié)。7（3）微差壓力計(jì)兩種密度不同且不互溶而有明顯界面的指示液NOTE:兩種指示液的密度相差越小,測(cè)量的靈敏度越高.在U形微差壓計(jì)兩側(cè)臂的上端裝有擴(kuò)張室，其直徑與U形管直徑之比大于10。當(dāng)測(cè)壓管中兩指示劑分配位置改變時(shí)，擴(kuò)展容器內(nèi)指示劑的可維持在同水平面。壓差計(jì)內(nèi)裝有密度分別為?1和?2的兩種指示劑。 微壓差?p存在時(shí)，兩擴(kuò)大室液面高差很小以致可忽略不計(jì)，但U型管內(nèi)卻可得到一個(gè)較大的R讀數(shù)。8彈簧管壓力表壓力表結(jié)構(gòu)圖1.表殼2.彈簧管3.指針4.機(jī)芯5.連桿6
5、.刻度盤(pán)7.接頭9（1）孔板流量計(jì)2、流體流量的測(cè)量如圖所示，在管道內(nèi)與流動(dòng)垂直的方向插入一片中央開(kāi)圓孔的板，孔的中心位于管道的中心線(xiàn)上，孔板前后管壁上有測(cè)壓孔，用以連接壓力計(jì)即構(gòu)成孔板流量計(jì)。10工作原理：根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)原理（柏努利方程），流體通過(guò)孔口時(shí)，因截面積驟然縮小，流體流速隨之增大；因流體動(dòng)壓頭增大，其靜壓頭驟然縮小。利用U型管壓強(qiáng)計(jì)測(cè)出孔板前后的壓強(qiáng)差。為了建立管內(nèi)流量與孔板前后壓力變化的定量關(guān)系，取孔板上游尚未收縮的流動(dòng)截面為1－1，下游截面宜放在縮脈處，以便測(cè)得最大壓差讀數(shù)，在孔板后取截面2－2，在1－
6、1和2－2兩截面之間列機(jī)械能衡算方程，并暫時(shí)略去能量損失，可得u0u△R11因?yàn)槭撬焦艿溃訸1=Z2，化簡(jiǎn)得：對(duì)不可壓縮性流體，根據(jù)連續(xù)性方程，可得：將上式代入3-27式（3-27）12對(duì)于實(shí)際流體而言，由于流動(dòng)阻力引起得壓頭損失，孔板處突然收縮造成的擾動(dòng)，以及板與導(dǎo)管間裝配可能有誤差，將這些影響歸納為一個(gè)校正系數(shù)c0，對(duì)所測(cè)的流速加以校正，得：C0稱(chēng)為孔板流量系數(shù)，其值由試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定。一般情況下為0.61－－0.63.若液柱壓力計(jì)讀數(shù)為△R，指示液密度為ρi，則孔板流量計(jì)制造簡(jiǎn)單，安裝與更換方便，其主要缺
7、點(diǎn)是流體的能量損失大，S2/S1越小，能量損失越大13(2).文丘里流量計(jì)為減少流體節(jié)流造成的能量損失，可用一段漸縮漸擴(kuò)的短管代替孔板，這就構(gòu)成了文丘里（Venturi）流量計(jì)。14如圖所示，當(dāng)流體在漸縮漸擴(kuò)段內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流速變化平緩，渦流較少，于喉頸處（即最小流通截面處）流體的動(dòng)能達(dá)最高。此后，在漸擴(kuò)的過(guò)程中，流體的速度又平緩降低，相應(yīng)的流體壓力逐漸恢復(fù)。如此過(guò)程避免了渦流的形成，從而大大降低了能量的損失cv值與眾多因素有關(guān)，當(dāng)孔徑與管徑之比在（1/2)～（1/3)的范圍內(nèi)時(shí)，其值為0.98～1。NOTE:壓頭損失減少
8、到只有讀數(shù)的10%或更少.15(3).轉(zhuǎn)子流量計(jì)它系由一個(gè)截面自下而上逐漸擴(kuò)大的錐形垂直玻璃管和一個(gè)能夠旋轉(zhuǎn)自如的金屬或其它材質(zhì)的轉(zhuǎn)子所構(gòu)成。被測(cè)流體由底端進(jìn)入，由頂端流出.16當(dāng)流體自下而上流過(guò)垂直的錐形管時(shí)，轉(zhuǎn)子受到兩個(gè)力的作用：一是垂直向上的推動(dòng)力，它等于流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐管間的環(huán)形截面所產(chǎn)生的壓力差；另一是垂直向下的凈重力，
