流速与流量的测定课件

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1、回忆上节内容流速与流量的测定课件流体阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况、壁面的形状等因素有关。直管阻力流速与流量的测定课件 式中 ： le 当量长度 式中 ： -局部阻力系数 1 1）当量长度法）当量长度法2 2）局部阻力系数法）局部阻力系数法查数据表流速与流量的测定课件流速与流量的测定课件 以机械能衡算方程为基础的测定方法，应用公式：2.4 流速和流量测定流速和流量测定 流体的速度和流量测定是一个重要的测量参数； 测量用的方法和流量计的种类很多。 流速与流量的测定课件1. 测速管（毕托管测速管（毕托管 Pitot ）: 测管路中流体的点流速测管路中流体的点流速 (1) (1) 结构结构

2、 同心套管、压差计 。 RAB实际应用的毕托管示意图流速与流量的测定课件(2) 测量原理测量原理 未放测速管时，截面各点均为静压能。 放入测速管后， 外管：开口平行于流向 pB静压能； 内管：开口垂直于流向 pA滞点压力。 滞点压力(冲压能) =静压能+动能RAB实际应用的毕托管示意图21流速与流量的测定课件 CP：校正系数，一般取0.981.00 (实测) 流量计标定：校正流量计的过程。 (3) 使用方法使用方法 1) 测量点速度 问题：问题：如何测平均流速、流量、速度分布 平均流速：放于管中心处，测出 umax， 层流： 湍流： 流速与流量的测定课件 a）管口截面）管口截面： 严格垂直于流

3、体的流动方向；b）测量点选择）测量点选择： 在稳定流动段（直管段）， 且前后直管各50d , 至少 8-12d； c）毕托管直径）毕托管直径： 外径不超过管径的1/50； d）测量气体时）测量气体时： 压力变化不超过15%； 要求气体流速 5 m/s； e）压差较小时：）压差较小时： 可配合微差压差计使用。3) 适用条件适用条件 大直径管路，流体含固体杂质时不宜采用。2) 安装安装流速与流量的测定课件4）毕托管的优点：）毕托管的优点：结构简单；使用方便；流体的机械能损失很少。5）毕托管的局限性：）毕托管的局限性：测速管较多地用于测量气体流场中某点的速度；测压孔易堵塞。流速与流量的测定课件2.

4、孔板流量计孔板流量计 (1) 结构及特点结构及特点 1) 结构结构 孔板孔板：测量元件； 缩脉缩脉：孔板后1/32/3 d 处。 R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2 孔板流量计流速与流量的测定课件 压差计两种取压方式：压差计两种取压方式： 缩脉取压缩脉取压：孔板前1d 孔板后0.5d处。 角接取压角接取压：孔板前后，并尽量靠近孔板。 工业上，常用角接取压。 2) 特点：特点：节流式流量计 (恒截面，变压差)(2) 测量原理测量原理在上图所示的1-1、2-2面间列机械能衡算方程：若不考虑阻力损失，有：流速与流量的测定课件或考虑阻力损失，并以孔口流速u0代替缩脉处速度u2，则有：又

5、 流量系数或孔流系数流量系数或孔流系数式中：流速与流量的测定课件0.820.800.780.760.740.720.700.680.660.640.620.601041051065550.600.550.450.200.650.700.750.80孔流系数C0流量系数与Re之间的关系直径比流速与流量的测定课件(3) 安装要求安装要求 1) 稳定段长度：上游1540d，下游5d处； 2) 不宜安装在要求阻力很小处(如泵入口)。(4) 主要优缺点主要优缺点优点：优点：结构简单，制造、使用方便，造价低；缺点：缺点：永久阻力损失大（实测压差的75%）。说明：当被测流体为气体时气体膨胀系数，是压力比、绝

6、热指数级直径比的函数，可查表得到。流速与流量的测定课件问题：怎样求流体流量？问题：怎样求流体流量？0.820.800.780.760.740.720.700.680.660.640.620.601041051065550.600.550.450.200.650.700.750.80孔流系数C0流量系数与Re之间的关系试差法d0/d1C0qvuRe假定步骤：流速与流量的测定课件例题：以孔板流量计测量某气体的流量。已知气体温度为400，表压力为1.962 MPa，管内径为190 mm，孔板内径为130 mm。在此条件下气体的密度为6.82 kg/m3，粘度为23.7510-6PaS，孔板前后的压差

7、为58.86 KPa，试求气体的质量流量（设气体的膨胀系数=1）流速与流量的测定课件d0/d1=0.13/0.19=0.68假设假设C0在定值区域内，用在定值区域内，用d0/d1值由图中查的值由图中查的C0=0.68而：=23.7510-6PaSP=58.86KPaS0=0.785d02 = 0.0133 m2qm=8.1 Kg/s校核校核Re及及C0解：查表的查表的C0=0.68，与假设一致，故假设正确。，与假设一致，故假设正确。流速与流量的测定课件3. 文丘里流量计文丘里流量计(1) (1) 结构及特点结构及特点 1) 结构 喉管喉管2) 特点 节流式流量计 (恒截面，变压差)流速与流量的

8、测定课件(3) 安装要求安装要求 稳定段长度：上游50d，下游10d。 (4) 主要优缺点主要优缺点 优点：优点：永久阻力损失小(实测压差p1-3的10%)； 缺点：缺点：造价较高，本身尺寸较长。(5) 孔板流量计和文丘里流量计孔板流量计和文丘里流量计 1) 只能测平均流速，不能测速度分布； 2) 采用试差法求流量系数Cv 或 C0； 3) 可绘制校正曲线，直接查取压差-流量关系。流速与流量的测定课件4. 转子流量计转子流量计 (1) (1) 结构与特点结构与特点 1）结构 锥形体（锥角约40）； 转子（密度大于流体密度）。 2) 特点： 变截面，恒压差。从转子的悬浮高度直接读取流量数值。它由

9、一个截面积自下而上逐渐扩大的锥形玻璃管构成。它由一个截面积自下而上逐渐扩大的锥形玻璃管构成。流速与流量的测定课件列1-1及2-2间的机械能衡算方程：(2) 测量原理测量原理 原理原理：转子在流体中受力平衡 对控制体(含转子的圆柱体)作力衡算：z2z121 转子受力分析转子体积流体流动方向流速与流量的测定课件转子流量计的流量系数流速与流量的测定课件(3) 流量计的校正流量计的校正 1) 刻度标准刻度标准(厂家)：液体 20、 水； 气体 20、101325 Pa的空气。2) 条件变化时，校正方法：条件变化时，校正方法： * 测不同种类流体时，测不同种类流体时， a）校正密度 同一刻度下，S2：环

10、隙截面积流速与流量的测定课件 b）实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方法） * 量程不符时量程不符时， 改变转子f、Vf、Sf3) 转子流量计的量程转子流量计的量程4) 阻力损失阻力损失流速与流量的测定课件(5) 使用使用 1) 用于清洁或腐蚀性流体测量； 2) 玻璃管不耐高温、高压，易碎； 3) 开启时，应缓慢调节流量阀。1) 必须垂直安装（只能测垂直管中流量）；2) 必须保证转子位于管中心； （转子上刻有斜槽）3) 各种流量计在管路中的安装； 为便于检修，各种流量计均应有旁路。(4) 安装安装流速与流量的测定课件 1) 优点优点 阻力损失小，测量范围宽， 流量计前后不需稳定管段。(6) 转

11、子流量计的优缺点转子流量计的优缺点2) 缺点缺点 不耐高压 (小于0.5 MPa)， 管道直径有限 (小于50mm)。5. 堰堰(1) 结构结构(2) 堰板- 具有不同形状的缺口bH 三角形堰(2) 用途：用途：用于测定明渠中流体的流量。流速与流量的测定课件（3）流量）流量对长方形堰口：对长方形堰口：式中：b 堰顶宽度，m； H 堰口高度，m对三角形堰口：对三角形堰口：流速与流量的测定课件柏努利方程应用中有关截面选在内侧、外侧对方程中各项数值的影响1122U1, P1, Z1U1, P1, Z1U2, P2, Z2U2, P2, Z2u流速与流量的测定课件一、各截面上流速的选择 u1=0; u

12、2=0 依据：大截面处流速为零 u1=u; u2=u二、各截面上高度Z的取值 Z1=Z1；Z2=Z2流速与流量的测定课件三、关于阻力损失的取值流速与流量的测定课件四、各截面上压力的取值管进口内、外侧压力不相等管进口内、外侧压力不相等在1-1至1-1之间列方程静压能的减少用来克服入口阻力损失及转换为动压能！流速与流量的测定课件管出口内、外侧压力相等管出口内、外侧压力相等在2-2至2-2之间列方程动压能的减少刚好用来克服出口阻力损失！动压能的减少刚好用来克服出口阻力损失！流速与流量的测定课件习题： 如附图所示，常温水由一敞口储罐用泵送入塔内，水的流量为20m3/h，塔内压力为196 KPa（表压）。泵的吸入管长度为5m，管径为1084，泵出口到塔进口之间的管长为20 m，管径为573.5。塔进口前的截止阀半开。求此管路系统输送水所需的外加机械能，取相对粗糙度/d=0.001。流速与流量的测定课件10 m1-12-2流速与流量的测定课件泵入口管的阻力损失：L=5 m; d=0.1 m90弯头=35进口=0.5=0.0235u=0.708 m/s流速与流量的测定课件泵入口管的阻力损失：L=20 m; d=0.05 m90弯头=35; 共两个出口=1=0.0215u=2.83 m/s截止阀=475545流速与流量的测定课件