2009-7-30
第一章流体流动 一、测速管二、孔板流量计三、文丘里流量计四、转子流量计第六节流速和流量的测量
2009-7-30
流量计变压头流量计变截面流量计将流体的 动压头的变化以静压头的变化的形式表示 出来 。 一般,
读数指示由压强差换算而来 。
如：测速管,孔板流量计和文丘里流量计流体通过流量计时的 压力降是固定的,流体流量变化时流道的截面积发生变化,以保持不同流速下通过流量计的压强降相同 。
如：转子流量计
2009-7-30
一、测速管
1,测速管 （ 皮托管 ） 的结构
2009-7-30
2,测速管的工作原理对于某水平管路,测速管的内管 A点测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和,称为冲压头 。
g
p
g
u
h AA
2
2
B点测得为静压头
g
ph B
B
冲压头与静压头之差
g
u
g
pphh BA
BA 2
2
2009-7-30
压差计的指示数 R代表 A,B两处的压强之差 。
若所测流体的密度为 ρ,U型管压差计内充有密度为 ρ’的指示液,读数为 R。
g
gR
g
u
'
2
2
)(2 gRu
——测速管测定管内流体的基本原理和换算公式实际使用时
)(2 gRcu c=0.98~1.00
2009-7-30
3,使用皮托管的注意事项
1） 测速管所测的速度是 管路内某一点的线速度,它可以用于测定流道截面的速度分布 。
2） 一般使用测速管测定管中心的速度,然后可根据截面上速度分布规律换算平均速度 。
3） 测速管应放置于流体均匀流段,且其管口截面严格垂直于流动方向,一般测量点的上,下游最好均有 50倍直径长的直管距离,至少应有 8~12倍直径长的直管段 。
4） 测速管安装于管路中,装置头部和垂直引出部分都将对管道内流体的流动产生影响,从而造成测量误差 。 因此,
除选好测点位置,尽量减少对流动的干扰外,一般应选取皮托管的直径小于管径的 1/50。
2009-7-30
二、孔板流量计
1、孔板流量计的结构
2009-7-30
2,孔板流量计的工作原理流体流到孔口时,流股截面收缩,通过孔口后,流股还继续收缩,到一定距离 （ 约等于管径的 1/3至 2/3倍 ） 达到最小,然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面,流股截面最小处,速度最大,而相应的静压强最低,称为 缩脉 。 因此,当流体以一定的流量流经小孔时,就产生一定的压强差,流量越大,所产生的压强差越大 。 因此,利用测量压强差的方法就可测量流体流量 。
在 1-1’ 和 2-2’ 间列柏努利方程,略去阻力损失
22
2
22
2
11 upup
2009-7-30
002211 uAuAuA
2
1
2
2
2
2
1
2
221 1
22 A
Auuupp
21
2
1
2
2
2
1
1 pp
A
A
u
01
2
1
0
0
2
1
1 pp
A
A
Cu D
CD,排出系数 。 取决于截面比 A0/A1,管内雷诺数 Re1,孔口的形状及加工精度等 。
2009-7-30
与 2
1
01
1
AA
合并 2
1
00 1?
AACC
D
01
00
2 ppCu
用孔板前后压强的变化来计算孔板小孔流速 u0的公式
U型管压差计读数为 R,指示液的密度为 ρA
AgRpp 01
AgRCu 2
00
2009-7-30
则若以体积或质量表达，
A
s
gRACV 2
00
00uAw s?
C0 ---孔流系数,
C0=f(A0/A1,Re1 )
AgRAC 2
00
2009-7-30
当 Re1超过某界限值时,C0不再随 Re1而变 C0=const,此时流量就与压差计读数的平方根成正比,因此,在孔板的设计和使用中,希望 Re1大于界限值 。
3,孔板流量计的优缺点优点,构造简单,安装方便缺点,流体通过孔板流量计的阻力损失很大
'20 RgCh f
孔板的缩口愈小,孔口速度愈大,读数就愈大,阻力损失愈大 。 所以,选择孔板流量计 A0/A1的值,往往是设计该流量计的核心问题 。
2009-7-30
2009-7-30
三、文丘里流量计管道中的流量为
A
vs
gRACV 2
0
。的值一般为 99.0~98.0vC
优点,阻力损失小,大多数用于低压气体输送中的测量缺点,加工精度要求较高,
造价较高,并且在安装时流量计本身占据较长的管长位置 。
2009-7-30
2009-7-30
四、转子流量计
1、转子流量计的结构及工作原理
2,流量公式假设在一定的流量条件下,转子处于平衡状态,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gVApp fff 21
g
A
V
pp f
f
f
21
212 PPACV
RRs
2009-7-30
CR为转子流量计的流量系数,AR为环隙面积
fffRRs AgVACV 2
流量与环隙面积有关,在圆锥形筒与浮子的尺寸固定时,AR决定于浮子在筒内的位置,因此,转子流量一般都以转子的位置来指示流量,而将刻度标于筒壁上 。
转子流量计在出厂时一般是根据 20℃ 的水或 20℃,
0.1MPa下的空气进行实际标定的,并将流量值刻在玻璃管上 。
使用时若流体的条件与标定条件不符时,应实验标定或进行刻度换算 。
2009-7-30
12
21
1
2
f
f
S
s
V
V
下标 1代表标定流体 （ 水或空气 ） 的流量和密度值,下标 2代表实际操作中所用流体的流量和密度值 。
第一章流体流动 一、测速管二、孔板流量计三、文丘里流量计四、转子流量计第六节流速和流量的测量
2009-7-30
流量计变压头流量计变截面流量计将流体的 动压头的变化以静压头的变化的形式表示 出来 。 一般,
读数指示由压强差换算而来 。
如：测速管,孔板流量计和文丘里流量计流体通过流量计时的 压力降是固定的,流体流量变化时流道的截面积发生变化,以保持不同流速下通过流量计的压强降相同 。
如：转子流量计
2009-7-30
一、测速管
1,测速管 （ 皮托管 ） 的结构
2009-7-30
2,测速管的工作原理对于某水平管路,测速管的内管 A点测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和,称为冲压头 。
g
p
g
u
h AA
2
2
B点测得为静压头
g
ph B
B
冲压头与静压头之差
g
u
g
pphh BA
BA 2
2
2009-7-30
压差计的指示数 R代表 A,B两处的压强之差 。
若所测流体的密度为 ρ,U型管压差计内充有密度为 ρ’的指示液,读数为 R。
g
gR
g
u
'
2
2
)(2 gRu
——测速管测定管内流体的基本原理和换算公式实际使用时
)(2 gRcu c=0.98~1.00
2009-7-30
3,使用皮托管的注意事项
1） 测速管所测的速度是 管路内某一点的线速度,它可以用于测定流道截面的速度分布 。
2） 一般使用测速管测定管中心的速度,然后可根据截面上速度分布规律换算平均速度 。
3） 测速管应放置于流体均匀流段,且其管口截面严格垂直于流动方向,一般测量点的上,下游最好均有 50倍直径长的直管距离,至少应有 8~12倍直径长的直管段 。
4） 测速管安装于管路中,装置头部和垂直引出部分都将对管道内流体的流动产生影响,从而造成测量误差 。 因此,
除选好测点位置,尽量减少对流动的干扰外,一般应选取皮托管的直径小于管径的 1/50。
2009-7-30
二、孔板流量计
1、孔板流量计的结构
2009-7-30
2,孔板流量计的工作原理流体流到孔口时,流股截面收缩,通过孔口后,流股还继续收缩,到一定距离 （ 约等于管径的 1/3至 2/3倍 ） 达到最小,然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面,流股截面最小处,速度最大,而相应的静压强最低,称为 缩脉 。 因此,当流体以一定的流量流经小孔时,就产生一定的压强差,流量越大,所产生的压强差越大 。 因此,利用测量压强差的方法就可测量流体流量 。
在 1-1’ 和 2-2’ 间列柏努利方程,略去阻力损失
22
2
22
2
11 upup
2009-7-30
002211 uAuAuA
2
1
2
2
2
2
1
2
221 1
22 A
Auuupp
21
2
1
2
2
2
1
1 pp
A
A
u
01
2
1
0
0
2
1
1 pp
A
A
Cu D
CD,排出系数 。 取决于截面比 A0/A1,管内雷诺数 Re1,孔口的形状及加工精度等 。
2009-7-30
与 2
1
01
1
AA
合并 2
1
00 1?
AACC
D
01
00
2 ppCu
用孔板前后压强的变化来计算孔板小孔流速 u0的公式
U型管压差计读数为 R,指示液的密度为 ρA
AgRpp 01
AgRCu 2
00
2009-7-30
则若以体积或质量表达，
A
s
gRACV 2
00
00uAw s?
C0 ---孔流系数,
C0=f(A0/A1,Re1 )
AgRAC 2
00
2009-7-30
当 Re1超过某界限值时,C0不再随 Re1而变 C0=const,此时流量就与压差计读数的平方根成正比,因此,在孔板的设计和使用中,希望 Re1大于界限值 。
3,孔板流量计的优缺点优点,构造简单,安装方便缺点,流体通过孔板流量计的阻力损失很大
'20 RgCh f
孔板的缩口愈小,孔口速度愈大,读数就愈大,阻力损失愈大 。 所以,选择孔板流量计 A0/A1的值,往往是设计该流量计的核心问题 。
2009-7-30
2009-7-30
三、文丘里流量计管道中的流量为
A
vs
gRACV 2
0
。的值一般为 99.0~98.0vC
优点,阻力损失小,大多数用于低压气体输送中的测量缺点,加工精度要求较高,
造价较高,并且在安装时流量计本身占据较长的管长位置 。
2009-7-30
2009-7-30
四、转子流量计
1、转子流量计的结构及工作原理
2,流量公式假设在一定的流量条件下,转子处于平衡状态,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gVApp fff 21
g
A
V
pp f
f
f
21
212 PPACV
RRs
2009-7-30
CR为转子流量计的流量系数,AR为环隙面积
fffRRs AgVACV 2
流量与环隙面积有关,在圆锥形筒与浮子的尺寸固定时,AR决定于浮子在筒内的位置,因此,转子流量一般都以转子的位置来指示流量,而将刻度标于筒壁上 。
转子流量计在出厂时一般是根据 20℃ 的水或 20℃,
0.1MPa下的空气进行实际标定的,并将流量值刻在玻璃管上 。
使用时若流体的条件与标定条件不符时,应实验标定或进行刻度换算 。
2009-7-30
12
21
1
2
f
f
S
s
V
V
下标 1代表标定流体 （ 水或空气 ） 的流量和密度值,下标 2代表实际操作中所用流体的流量和密度值 。
