流體流動課件精品課件

1、關(guān)于流體流動第一張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月連續(xù)介質(zhì)模型 流體是由許多離散的即彼此有一定間隙的、作隨機(jī)熱運(yùn)動的單個分子構(gòu)成的。 從工程實際出發(fā)討論流體流動問題時，常假定流體是由無數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒有間隙的流體質(zhì)點（或微團(tuán)）所組成的連續(xù)介質(zhì)。 質(zhì)點：由大量分子構(gòu)成的微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸、遠(yuǎn)大于分子自由程。 第二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1 流體流動1.1 流體靜力學(xué)及其應(yīng)用1.1.1 流體的密度 kg/m3（SI制）不可壓縮流體：壓力改變時其密度隨壓力改變很小的流體。可壓縮流體：壓力改變時其密度隨壓力改變有顯著變化的 流體。液體：= f ( T

2、) 不可壓縮流體 (Imcompressible Fluid)氣體：= f ( T ，p) 可壓縮流體（Compressible Fluid） 注：若在輸送過程中壓力改變不大，氣體也可按不可壓縮流體來處理。第三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 理想氣體的密度：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1atm，0 ）下每kmol氣體的體積為22.4 m3，則其密度為氣體的千摩爾質(zhì)量kg/kmol理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀下的密度，kg/ m3理想氣體T，p下的密度，kg/ m3或注：以上3式只適用于理想氣體注意相對密度的概念第四張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.2 壓力（壓強(qiáng)）(Pressure)1.1

3、.2.1 壓力的單位和定義 流體的壓力（p）是流體垂直作用于單位面積上的力，嚴(yán)格地說應(yīng)該稱壓強(qiáng)。稱作用于整個面上的力為總壓力。 壓力（小寫）力（大寫）面積第五張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1at（工程大氣壓）= 1kgf/cm2 =9.807104 N/m2(Pa) =10 mH2O =735.6 mmHg記：常見的壓力單位及它們之間的換算關(guān)系 1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa =10330kgf/m2=1.033kgf/cm2 =10.33mH2O =760mmHg第六張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月真空度壓強(qiáng)表壓大氣壓絕對真空

4、絕壓絕壓圖1-8 壓強(qiáng)的基準(zhǔn)和度量 1.1.2.2 壓力的表示方法（壓強(qiáng)的基準(zhǔn)） 壓強(qiáng)的大小常以兩種不同的基準(zhǔn)來表示：一是絕對真空，所測得的壓強(qiáng)稱為絕對壓強(qiáng)；二是大氣壓強(qiáng)，所測得的壓強(qiáng)稱為表壓或真空度。一般的測壓表均是以大氣壓強(qiáng)為測量基準(zhǔn)。（1）被測流體的壓力 大氣壓表壓 = 絕壓大氣壓（2）被測流體的壓力 R a b 若被測流體為氣體，其密度較指示液密度小得多，上式可簡化為 （1-15）（1-15a）第十二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(b) 倒置 U 型管壓差計 用于測量液體的壓差，指示劑密度 0 小于被測液體密度 ， U 型管內(nèi)位于同一水平面上的 a、b 兩點在相連通的同

5、一靜止流體內(nèi)，兩點處靜壓強(qiáng)相等。 （ 1-7）若 0 （ 1-7a）第十三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(c)斜管壓差計 當(dāng)所測量的流體壓力差較小時，可將壓差計傾斜放置，即為斜管壓差計，用以放大讀數(shù)，提高測量精度，如圖1-5所示。 此時，R與R的關(guān)系為 式中為傾斜角，其值越小，則讀數(shù)放大倍數(shù)越大。第十四張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(d)雙液柱微差計 對一定的壓差 p，R 值的大小與所用的指示劑密度有關(guān)，密度差越小，R 值就越大，讀數(shù)精度也越高。 在U形微差壓計兩側(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。壓差計內(nèi)裝有密度分別為01和02的兩種指示劑。

6、 有微壓差p 存在時，盡管兩擴(kuò)大室液面高差很小以致可忽略不計，但U型管內(nèi)卻可得到一個較大的R 讀數(shù)。 （1-18）第十五張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 例：某廠為控制乙炔發(fā)生爐內(nèi)的壓強(qiáng)不超過10.7kPa（表壓），需在爐外安裝安全液封（水封）裝置，其作用是當(dāng)爐內(nèi)壓強(qiáng)超過規(guī)定值時，氣體就從液封管中排出，試求此爐內(nèi)的安全液封應(yīng)插入槽內(nèi)水面下的深度h。第十六張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例：真空蒸發(fā)操作中產(chǎn)生的水蒸氣往往送入混合冷凝器中與冷水直接接觸而冷凝,為維持操作的真空度,冷凝器上方與真空泵相接,不時將器內(nèi)的不凝性氣體抽走。同時,為了防止外界空氣由氣壓管漏入致使設(shè)

7、備內(nèi)的真空度降低，因此,氣壓管必須插入液封槽中，水即在管內(nèi)上升一定的高度h,這種措施即為液封。若真空表的讀數(shù)為80ka,試求氣壓管中水上升的高度h。第十七張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1 流體流動1.2 流體流動的基本方程流體流動的截面規(guī)定為與流動的方向相垂直。1.2.1 流量與流速 體積流量：流體單位時間流過管路任一截面的體積， qv=V / (m3/s) 質(zhì)量流量：流體單位時間流過管路任一截面的質(zhì)量， qm=m / (kg/s) 體積流量與質(zhì)量流量關(guān)系：qm=qv 流速：工程上以體積流量除以管截面所得之商作為平均速度，簡稱流速， u= qv /A (m/s) 質(zhì)量流速：質(zhì)量

8、流量除以管截面， G = qm/A= qv/A= u (kg/s.m2)第十八張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 u，d，管內(nèi)阻力，能量消耗，泵、風(fēng)機(jī)設(shè)備操作費用；但d，設(shè)備投資費用，總費用有一最小值，因此是個優(yōu)化的問題。 操作費用最優(yōu)管徑費用管徑設(shè)備投資費用總費用經(jīng)驗值：液體的流速0.53 m/s，氣體1030m/s圓管內(nèi)的流體：第十九張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.2.2 穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動 按照流體流動時的流速以及其他和流動有關(guān)的物理量（如壓力、密度）是否隨時間而變化，可將流體的流動分成： 穩(wěn)定流動(Steady flow )：流速以及其他和流動有關(guān)的物理

9、量不隨時間而變的流動。 不穩(wěn)定流動(Unsteady flow )：流速以及其他和流動有關(guān)的物理量隨時間而變的流動。穩(wěn)定流動不穩(wěn)定流動第二十張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.2.3 物料衡算連續(xù)性方程(Continuity Equation) （穩(wěn)定流動）123a3b圖 1-7qm1= qm2即 u1 A11 = u2 A22若流體不可壓縮= 常數(shù)，則 uA = 常數(shù) 注：圓形截面管道，A=0.785d2（截面積）， 控制體：物料或能量衡算的范圍。常用公式：第二十一張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 z1u1u21 z2we1Q22輸入輸出1.2.4 穩(wěn)定流動的總

10、能量衡算和機(jī)械能衡算 1.2.4.1 總能量衡算mkg 流體：1kg 流體：第二十二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 機(jī)械能：位能、動能、壓力能、功，特點：在流體流動過程中可以相互轉(zhuǎn)變，也可以變成熱或流體的內(nèi)能，還可以用于流體的輸送； 內(nèi)能、熱：在流動系統(tǒng)內(nèi)不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜谳斔土黧w的機(jī)械能。輸入輸出第二十三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.2.4.2 不可壓縮流體的機(jī)械能衡算柏努利方程 （1）柏努利方程 假設(shè)：流體是不可壓縮的,=常數(shù)； 流動系統(tǒng)中無熱交換器，Q=0； 流體溫度不變，U1=U2 ； 流體克服流動阻力損失的機(jī)械能為wf 。 以上兩式為實際不可壓縮

11、流體穩(wěn)定流動的機(jī)械能衡算式對于可壓縮流體由于密度不為常數(shù)，所以不可用。（1-15）阻力損失令則：（1-16）壓頭損失第二十四張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 若流體為理想流體即流動過程中沒有阻力的流體， ，且又無外功加入，we=0，則上式稱為柏努利（bernoulli）方程（理想流體） 當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)又無外功加入時， u1=u2 、we=0、靜力學(xué)基本方程（2）柏努利方程的討論第二十五張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 柏努利方程式的物理意義 流體在流動中，若沒有外功加入又沒有能量消耗，如沒有外功加入的理想流體則任一截面上的機(jī)械能總量E為常數(shù)，即理想流體流動中各種

12、形式的機(jī)械能可以相互轉(zhuǎn)化。1122有外功加入又有能量消耗第二十六張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 有效功率有效功率（流體真正得到的功率）J/kgJ/kgkg/sW外界輸給電動機(jī)的功率 流體真正得到的功率即 軸功率N 有效功率Ne效率第二十七張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 衡算基準(zhǔn)不同時的柏努利方程) 以單位質(zhì)量流體為衡算基準(zhǔn)J/kg令流體輸送機(jī)械對每牛頓流體所做的功位頭（位壓頭）壓力頭（靜壓頭）速度頭（動壓頭）泵的揚(yáng)程壓頭損失總壓頭) 以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)第二十八張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月) 以單位體積流體為衡算基準(zhǔn)全風(fēng)壓壓力降（阻力損失）

13、 注：柏努利方程是針對理想流體而又無外功加入時的以單位質(zhì)量流體為衡算基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算式，實際流體的以單位質(zhì)量為衡算基準(zhǔn)的機(jī)械能衡算式我們稱為實際流體的柏努利方程。J/kg第二十九張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月不穩(wěn)定流動 在工程實際中有時會遇到不穩(wěn)定流動的狀態(tài)，如開工階段，此時可根據(jù)某個流動的瞬間列出物料衡算式（微分方程），然后進(jìn)行積分。 對可壓縮流體（如氣體） 對可壓縮流體，其是隨壓力的變化而變化的，在流體輸送過程中，p是變化的，因此也是變化的，但是對于短距離輸送，可把看作常數(shù)，或者當(dāng)?shù)谌畯?，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）柏努利方程的應(yīng)用 柏努利方程與連續(xù)性

14、方程是解決流體流動問題的基礎(chǔ)，應(yīng)用柏努利方程，可以解決流體輸送與流量測量等實際問題。在用柏努利方程解題時，一般應(yīng)先根據(jù)題意畫出流動系統(tǒng)的示意圖，標(biāo)明流體的流動方向，定出上、下游截面，明確流動系統(tǒng)的衡算范圍。 第三十一張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）截面的選取 與流體的流動方向相垂直；兩截面間流體應(yīng)是定態(tài)連續(xù)流動；截面宜選在已知量多、計算方便處。（2）基準(zhǔn)水平面的選取 位能基準(zhǔn)面必須與地面平行。為計算方便,宜于選取兩截面中位置較低的截面為基準(zhǔn)水平面。若截面不是水平面，而是垂直于地面，則基準(zhǔn)面應(yīng)選管中心線的水平面。（3）各物理量的單位保持一致 尤其在計算截面上的靜壓能時，p1

15、、p2不僅單位要一致，同時表示方法也應(yīng)一致，即同為絕壓或同為表壓。應(yīng)用柏努利方程解題應(yīng)注意以下幾個問題：第三十二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 例1：20的空氣在直徑80mm的水平管道中流過，現(xiàn)于管路中接一文丘里管，文丘里管的上游接一水銀U管壓差計，在直徑為20mm的喉徑處接一細(xì)管，其下部插入水槽中?？諝饬鬟^文丘里管的能量事?lián)p失可忽略不計。當(dāng)R=20mm，h=0.5m時，試求此時空氣的流量為若干m3/h。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為101.33kPa。1.確定管道中流體的流量第三十三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 例2：如圖，密度850kg/m3的料液從高位槽送入塔中，高位槽

16、的液面維持恒定。塔內(nèi)表壓為9.81kPa，進(jìn)料量5m3/h，連接管直徑382.5mm。料液在連接管內(nèi)流動時的能量損失為30J/kg（不包括出口的能量損失）。試求高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高出多少？2.確定設(shè)備間的相對位置第三十四張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 例3：如圖，用泵將槽中密度1200kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)，貯槽液面維持恒定，其上方壓強(qiáng)為101.33kPa。若蒸發(fā)器上部蒸發(fā)室內(nèi)壓強(qiáng)為200mmHg（真空度），蒸發(fā)器進(jìn)料口高于貯槽內(nèi)的液面15m，輸送管直徑684mm，送料量20m3/h，溶液流經(jīng)全部管道的能量損失為120J/kg，求泵的有效功率Ne。3.確定輸送設(shè)

17、備的有效功率15第三十五張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4.確定管道或設(shè)備中流體的壓強(qiáng) 例4：水在如圖所示的虹吸管內(nèi)作定態(tài)流動，管路直徑?jīng)]有變化，水流經(jīng)管路的能量損失可以忽略不計,試計算管內(nèi)截面2-2,3-3,4-4,5-5處的壓強(qiáng)。大氣壓強(qiáng)為101.33kPa。第三十六張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)：應(yīng)用柏努利方程解題要點：（1）畫出流動系統(tǒng)示意圖，明確流體的流動方向；（2）正確選取上下游截面，確定衡算范圍（注意截面應(yīng)與流體流動方向相垂直）；（3）選取計算位能的基準(zhǔn)水平面；（4）列柏努利方程計算。第三十七張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 畫出示

18、意圖； 上、下游截面以及基準(zhǔn)水平面要在圖中標(biāo)出； 截面應(yīng)與流動方向垂直，兩截面間流體應(yīng)該是連續(xù)不斷的； 各個物理量的單位要一致； 壓強(qiáng)要注意其基準(zhǔn)，等式兩邊要用同一基準(zhǔn)； 所取截面應(yīng)該是已知條件最多的，或待求物理量應(yīng)取在兩 截面之間，或在其中一個截面上； 等號左邊是上游截面，右邊是下游截面，阻力是加在下游 截面?zhèn)龋?算出的結(jié)果的壓強(qiáng)后面應(yīng)加上真空度、表壓或絕壓。流體流動的求解方法小結(jié)：第三十八張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1 流體流動1.3 流體流動現(xiàn)象1.3.1 牛頓粘性定律與流體的粘度（1）牛頓粘性定律 當(dāng)流體流動時，流體內(nèi)部存在著內(nèi)摩擦力，這種內(nèi)摩擦力會阻礙流體的流動，流

19、體的這種特性稱為黏性。 影響流體流動時內(nèi)摩擦大小的因素很多，其中屬于物理性質(zhì)方面的是流體的粘性。衡量流體黏性大小的物理量稱為黏度。第三十九張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月A u=0B u=0B uA u=0 x y（1-23）動力粘度簡稱粘度，Pas 速度梯度平板間黏性流體分層運(yùn)動及速度分布牛頓粘性定律 : 牛頓粘性定律適用于牛頓型流體（Newtonian fluids），即速度梯度與剪應(yīng)力成線性關(guān)系；不符合牛頓粘性定律的流體稱為非牛頓型流體（Non-newtonian fluids）。 第四十張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月動力粘度(Viscosity) 粘度的物

20、理意義： 流體流動時在與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生單位速度梯度 所需的剪應(yīng)力。反映流體粘性大小的物理量。 粘度的單位 ： 在國際單位制下，其單位為 Pas 。在一些工程手冊中粘度的單位常用物理單位制下的cP（厘泊)表示，它們的換算關(guān)系為: 1cP10-3 Pas （2）流體的粘度有時流體的黏度還可以用運(yùn)動黏度來表示，定義為:第四十一張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.2 流體流動型態(tài)及雷諾數(shù)1.3.2.1 雷諾實驗水水平玻璃管水箱細(xì)管水溢流堰小瓶（密度與水相近）閥雷諾實驗圖（a）層流圖（b）湍流第四十二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 兩種流動類型：（1）層流（或

21、滯流） 流體質(zhì)點僅沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn)動 質(zhì)點無徑向脈動，質(zhì)點之間互不混合； （2）湍流（或紊流） 流體質(zhì)點除了沿管軸方向向前流動外，還有徑向脈動，各質(zhì)點的速度在大小和方向上都隨時變化，質(zhì)點互相碰撞和混合。 流體流動型態(tài)示意圖第四十三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.2.2 流型的判據(jù)雷諾數(shù)層流（Laminar Flow）：Re 4000；2000 Re 1000）常認(rèn)為三通局部阻力相對于直管沿程阻力而言很小可以忽略，跨過O點進(jìn)行計算。(1) 分支與匯合管路第八十二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月ABC分支管路示意圖O 對于分支或匯合管路，無論各支管內(nèi)

22、的流量是否相等，在分支點O處的總機(jī)械能為定值。表明流體在各支管流動終了時的總機(jī)械能與能量損失之和必相等。第八十三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 對于匯合管路，同樣可以根據(jù)匯合點處的總機(jī)械能為定值進(jìn)行分析。l1d1u11l2d2u22l3d3u33BCAO匯合管路第八十四張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) 并聯(lián)管路Vs1并聯(lián)管路VsVs2AOQB 各支管的阻力損失相等。對總管（O到Q）對支管1（O1Q）對支管2（O2Q）特點： 主管的流量等于并聯(lián)的各支管流量之和第八十五張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月如果O、Q點在同一水平面上，O、Q處管徑相等，有

23、： 如在圖中由A截面到B截面列柏努利方程，方程中總阻力為 Vs1并聯(lián)管路VsVs2AOQB第八十六張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月試差法計算： 例2：如圖，密度950kg/m3，黏度1.24mPa.s的料液從高位槽送入塔中，高位槽的液面維持恒定,并高于塔的進(jìn)料口h=4.5m，塔內(nèi)表壓為3.5kPa，輸送管的直徑為452.5mm，長為35m（包括管件及閥門的當(dāng)量長度，但不包括進(jìn)、出口損失），管壁=0.2mm，試求輸液量為多少m3/h？第八十七張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月試差法解題的說明： （1）試差法是一種常用的工程計算方法，在很多單元操作計算中均用到； （2）試

24、差法不是用一個方程解兩個未知數(shù)，它仍然遵循有幾個未知數(shù)就應(yīng)有幾個方程來求解的原則； （3）適用于一些比較復(fù)雜或具體函數(shù)關(guān)系未知，僅給出變量關(guān)系曲線圖（如Moody圖），此時可借助試差法； （3）在試差之前，對所要解決的問題應(yīng)作一番了解，避免反復(fù)的試算。第八十八張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月工作原理：流體機(jī)械能守恒為基礎(chǔ)，利用動能和壓強(qiáng)能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系實現(xiàn)測量。類型（1）定截面、變壓差式的流量計或流速計：皮托管、孔板流量計、文丘里流量計（2）變截面、定壓差式的流量計：轉(zhuǎn)子流量計1.6 流速、流量的測量第八十九張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.6.1 變壓頭的流量計

25、圖131皮托測速管 1.6.1.1 測速管（一）結(jié)構(gòu) 測速管又稱皮托（Pitot）管,是由兩根彎成直角的同心套管組成，內(nèi)管管口正對著管道中流體流動方向，外管的管口是封閉的，在外管前端壁面四周開有若干測壓小孔。測速管的內(nèi)管與外管分別與U形壓差計相連。第九十張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(二）測量原理及流速計算 內(nèi)管所測的是流體在A處的局部動能和靜壓能之和，稱為沖壓能即 內(nèi)管A處： 由于外管壁上的測壓小孔與流體流動方向平行，所以外管僅測得流體的靜壓能，即 外管B處： 圖131皮托測速管第九十一張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 U形壓差計實際反映的是內(nèi)管沖壓能和外管靜壓

26、能之差，即 則該處的局部速度為 （1-51）考慮皮托管尺寸和制造精度（1-51a）第九十二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）討論1.皮托管測量流體的點速度，可測速度分布曲線； 2.測管中心最大流速，由 求平均流速，再計算流量。3.必須保證測量點位于均勻流段，一般要求測量點上、下游的直管長度最好大于50倍管內(nèi)徑，至少也應(yīng)大于812倍。 4.測速管對流體的阻力較小，適用于測量大直徑管道中清潔氣體的流速，若流體中含有固體雜質(zhì)時，易將測壓孔堵塞，故不宜采用。 第九十三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.6.1.2 孔板流量計（一）結(jié)構(gòu) 圖1-33 孔板流量計u01102

27、233縮脈 R 在管道內(nèi)插入一片與管軸線垂直且中央開圓孔的金屬板，就構(gòu)成了孔板流量計，如圖所示。注：板上的孔要精細(xì)加工，安裝時從前到后逐漸擴(kuò)大，孔的中心位于管道中心線上，其側(cè)邊與管軸成45o角，稱為銳孔。第九十四張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）測量原理與計算 如圖，在1-1截面和2-2截面間列柏努利方程，暫不計能量損失,有 變形得 ：問題：（1）實際有能量損失； （2）縮脈處A2未知。u01102233縮脈 R由1 2，u, p由2 3， u, p 第九十五張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月解決方法：用孔口速度u0替代縮脈處速度u2，引入校正系數(shù) C:由連續(xù)性方

28、程 令 u01102233縮脈 R第九十六張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月體積流量:質(zhì)量流量:則C0流量系數(shù)（孔流系數(shù)） A0孔面積。u01102233縮脈 R第九十七張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）討論1. 孔板兩側(cè)測壓口的引出連接方法：角接法和徑接法2. 流量系數(shù)C0對于取壓方式、結(jié)構(gòu)尺寸、加工狀況均已規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)孔板當(dāng)Re Re臨界時， C0不隨Re變化常用的C0值為0.60.7。第九十八張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）安裝及優(yōu)缺點1、結(jié)構(gòu)簡單，制造與安裝都方便，工程上被 廣泛采用；2、安裝在穩(wěn)定流段，上游l 10d，下游l 5d；3、

29、能量損失較大 ，且產(chǎn)生“永久壓降”。第九十九張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）結(jié)構(gòu)圖1-35 文丘里流量計1.6.1.3 文丘里（Venturi）流量計 將測量管段制成如圖所示的漸縮漸擴(kuò)管,避免了突然縮小和突然擴(kuò)大,阻力損失大大降低。這種管稱為文丘里管。在距文丘里管開始收縮處之前至少1/2管徑處設(shè)為上游取壓口，下游取壓口通常設(shè)在文氏喉（最小截面）附近，兩取壓口連接U壓差計，就構(gòu)成文丘里流量計。第一百張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）測量原理與計算文丘里流量計的測量原理與孔板流量計相同，也屬于差壓式流量計。其流量公式也與孔板流量計相似，即 式中：CV文丘里流量

30、計的流量系數(shù) A0喉管處截面積，m2。第一百零一張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）討論 1.由于文丘里流量計的能量損失較小，更適用于低壓氣體輸送管道中的流量測量。2.流量系數(shù)CV ，一般由實驗測定，它也隨管內(nèi)Re數(shù)而變化，一般CV值為0.980.99。3.文丘里流量計的缺點是加工較難、精度要求高，因而造價高，安裝時需占去一定管長位置。第一百零二張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 圖1-36 轉(zhuǎn)子流量計 1錐形硬玻璃管 2刻度 3突緣填函蓋板 4轉(zhuǎn)子1.6.2 變截面的流量計轉(zhuǎn)子流量計 是由一段上粗下細(xì)的錐形玻璃管（錐角約在4左右）和管內(nèi)一個密度大于被測流體的固體轉(zhuǎn)子（或稱浮子）所構(gòu)成。（一）結(jié)構(gòu)第一百零三張，PPT共一百一十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）測量原理與計算 1、測量原理 當(dāng)被測