第一章流体流动(3).ppt

第六节第六节 流体的测量流体的测量流量计分类压差流量计截面流量计测速管孔板流量计文丘里流量计转子流量计1一、测速管 测速管又称毕托(Pitot)管测速管测定的流速是管道截面上某一点的局部值，称为点速度 图1-31 测速管2图1-31测速管1-静压管2-冲压管一、测速管 测静压能测动能和静压能之和测速管由两根弯成直角的同心套管测速管由两根弯成直角的同心套管组成，组成，内管壁无孔内管壁无孔，外管壁前端开，外管壁前端开有有测压小孔测压小孔，两管端点，两管端点封闭封闭3测速管的内管测得的为管口所在位置的局部流体动能与静压能之和，合称为冲压能，即测速管的外管前端壁面四周的测压孔口与管道中流体的流动方向相平行，故测得的是流体的静压能一、测速管 4 U管压差计的读数反映的是测量点处的冲压能与静压能之差Δp，即于是测量点处局部流速为一、测速管 5 若U管压差计内充密度为ρA的指示液，其读数为R，则 因此可得n测量管路中流体的点速度，可以用来测出管截测量管路中流体的点速度，可以用来测出管截面上流体的速度分布面上流体的速度分布n平均速度则需由管中心的最大速度平均速度则需由管中心的最大速度umax，计算，计算Remax，利用图，利用图1－－31求出。

求出6一、测速管 7 测速管的测量准确度与其制造精度有关一般情况下，需引入一个校正系数C，即 对于标准的测速管，C=1;通常取C=0.98～1.00可见C值很接近于1，故实际使用时常常也可不进行校正一、测速管 8例例1－－21 在在Φ273×6.5mm空气管路中心空气管路中心处，安装皮托，安装皮托测速管，速管，测量空气流量，空气温度量空气流量，空气温度为30℃，测量，测量点处的空气压力为点处的空气压力为3kPa（表压）U形管压差形管压差计的读数计的读数R=17mm，指示液为水当地大气压，指示液为水当地大气压为为101.3kPa910二、孔板流量计 在管道里插入一片与管轴垂直并带有通常为圆孔的金属板，孔的中心位于管道的中心线上，如图1-32所示这样构成的装置，称为孔板流量计孔板称为节流元件11图1-32 孔板流量计孔板缩脉二、孔板流量计 12 设不可压缩流体在水平管内流动，取孔板上游流体流动截面尚未收缩处为截面1-1′，下游截面应取在缩脉处，以便测得最大的压强差读数，但由于缩脉的位置及其截面积难以确定，故以孔板孔口处为下游截面o-o′在截面1-1′与o-o′间列伯努利方程式，并暂时略去两截面间的能量损失，得或写成二、孔板流量计 13 引入校正系数C1，校正因忽略能量损失带来的偏差，即二、孔板流量计 14由于孔板的厚度很小，不能将测压口放在孔板上，因此采用角接取压法测压：通常的做法是将上、下游两个测压口装在紧靠着孔板前后的位置上。

图1-32 孔板流量计15 引入校正系数C2 ，校正上、下游测压口的位置影响 整理可得二、孔板流量计 16应用不可压缩流体的连续性方程孔板小孔截面积管道截面积令二、孔板流量计 17则上式变为体积流率为 质量流率 Co称为流量系数或孔流系数，其值与Re、面积比Ao/A1以及取压法有关，需由实验测定 二、孔板流量计 18图1-33 流量系数与Re的关系 19 在测量气体或蒸气的流量时，若孔板前、后的压强差较大，当（pa-pb）/pa≥20%(p是指绝对压强)时，则流体的平均密度校正系数二、孔板流量计 20例例1－－22 用孔板流量计测量某气体的流量已知气体温用孔板流量计测量某气体的流量已知气体温度度400℃，压力（表压）为，压力（表压）为1.962MPa，管内径，管内径为为190mm，孔板孔径为，孔板孔径为130mm在此条件下气在此条件下气体的密度为体的密度为6.82kg/m3，黏度为，黏度为23.75μPas，孔，孔板前后的板前后的压差差为58.86kPa，，试求气体的求气体的质量流量流量（量（设气体的膨气体的膨胀系数系数为ε=1）2122三、文丘里流量计 为了减少流体流经节流元件时的能量损失，可以用一段渐缩、渐扩管代替孔板，这样构成的流量计称为文丘里流量计或文氏流量计，如图1-34所示。

23图1-34 文丘里流量计 三、文丘里流量计 文氏喉24 文丘里流量计的工作原理类似于孔板流量计，因此，可得到与孔板流量计相同的公式，即流量系数，量纲为1,其值可由实验测定或从仪表手册中查得三、文丘里流量计 25 文丘里流量计能量损失小，为其优点，但各部分尺寸要求严格，需要精细加工，所以造价也就比较高三、文丘里流量计 26四、转子流量计 转子流量计(rotary flowmeter)称为变截面流量计，即压力差几乎保持不变，而收缩的截面积随流量变化 它是由一根截面积逐渐向下减小的锥形玻璃管和一个转子构成流体由底部流入，上面流出 1-锥形玻璃管 2-转子 3-刻度27282930。