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1、化工原理,Principles of Chemical Engineering,流体流动,在工业生产过程中，流量是重要的操作参数之一。测量流量的仪表也是多种多样的，但按其工作原理来分，流量仪表大致可分为三大类：,1.7 流量测量,流量计的分类：,1.容积式流量计 如：椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计等。,速度式流量计 如：孔板流量计、文丘里流量计和转子流量计等。,3.质量流量计,点速度：,即,讨论：,（1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布曲线；,（3）测管中心最大流速，由 求平均流速，再计算流量。（见课本P53图1-38）,3、安装,（1）测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距离；
2、（2）皮托管管口截面严格垂直于流动方向； （3）皮托管外径d0不应超过管内径d的1/50，即d0d/50 。,（2）流量的求取：,（2）由速度分布曲线积分可求流量,二、 孔板流量计（差压式流量计的一种）,一、结构与原理,1、结构组成：,2、原理：,（1）,则（1）式变为：,如左图所示，假设流体从截面1流至截面2无阻力损失，在两截面间列柏努利方程如下：,问题：,（1）缩脉2的面积 A2 未知，因此截面 2处流速u2 未知。但缩脉的面积大小和位置与孔板的面积 A0 有关，因此我们可以利用孔板处的流速 u0 来代替。,对不可压缩流体，根据质量守恒方程得：,（4）,根据流体静力学原理可知：,（7）,（
3、6）,说明： （1）C0的引入在形式上简化了流量的计算公式，但实质上并未改变问题的复杂性。一般由实验求得。 （2）孔口边缘易磨损和腐蚀，所以流量计应定期进行校正。,则所测流量为：,讨论：,（3）特点： 恒截面、变压差差压式流量计,（4）流量系数C0,对于取压方式、结构尺寸、加工状况均已规定的标准孔板,Red是以管道的内径d1计算的雷诺数,（5）当Re Re临界时，,(3) 测量范围,一般 C0=0.60.7,孔板流量计的测量范围由U形压差计量程决定。,3、安装及优缺点,（1）安装在稳定流段，上游l 10d，下游l 5d； （2）结构简单，制造与安装方便 ； （3）能量损失较大 。,三、文丘里（
4、Venturi）流量计,属差压式流量计； 能量损失小，造价高。,一、结构与特点,CV流量系数（0.980.99） A0喉管处截面积,四、转子流量计,1、结构及测量,（2）测量过程演示,（1）结构：,2、原理及流量方程,假设一定的流量条件下，转子处于平衡位置时，截面2-2和截面1-1的静压强分别为P2 和p1，若忽略转子旋转的切向力，列出力的平衡方程式如下：,（1）,（2）,将（1）式代入（2）式得：,式中： CR 转子流量计的流量系数，与Re值及转子形状有关，由实验测定 AR玻璃管与转子之间的环隙面积,（1）适用于管径小于50mm、低雷诺数的流体的流量测量； （2）转子流量计上的刻度是在一定条
5、件下用一定的流体测定并进行刻度的，当实际测量条件和流体种类不同时，要对读数进行校正。 （3）特点：,说明：,标定流体：20水（1000kg/m3 ） 20、101.3kPa下空气（ 1.2kg/m3）,1标定流体 2被测流体,恒压差、恒流速、变截面截面式流量计。,对气体转子流量计,3、安装及优缺点,（1）安装： 永远垂直安装，且下进、上出， 安装支路，以便于检修。 读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精度较高； 玻璃管不能经受高温和高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎。,优点： 读取流量方便，能量损失小，测量范围宽，能用于腐蚀性流体的测量；,缺点：,（2）特点：,转子流量计的管壁大多为玻璃制品，不能经受高温和高压，在安装和使用过程中易破碎，且要求安装时必须保持垂直。,转子流量计应用举例：,某转子流量计，转子为不锈钢（钢=7920kg/m3），水的流量刻度范围为2502500L/h，如将转子改为硬铅（ 铅=10670kg/m3），保持形状和大小不变，用来测定液=800kg/m3的流体，问转子流量计的最大流量为多少？,可测液体最大流量qs液=1.342500=3360L/h。,小结,流体静力学 流体动力学柏努力方程 流体流动现象两种流型 流体阻力计算 流量测定,
