化工原理第一章第六節(jié)講稿

第一章

流體流動(dòng)一、測(cè)速管二、孔板流量計(jì)三、文丘里流量計(jì)四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)第六節(jié)

流速和流量的測(cè)量2023/2/4流量計(jì)變壓頭流量計(jì)變截面流量計(jì)

將流體的動(dòng)壓頭的變化以靜壓頭的變化的形式表示出來(lái)。一般，讀數(shù)指示由壓強(qiáng)差換算而來(lái)。如：測(cè)速管、孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)

流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)的壓力降是固定的，流體流量變化時(shí)流道的截面積發(fā)生變化，以保持不同流速下通過(guò)流量計(jì)的壓強(qiáng)降相同。如：轉(zhuǎn)子流量計(jì)

2023/2/4

一、測(cè)速管

1、測(cè)速管（皮托管）的結(jié)構(gòu)2023/2/42、測(cè)速管的工作原理對(duì)于某水平管路，測(cè)速管的內(nèi)管A點(diǎn)測(cè)得的是管口所在位置的局部流體動(dòng)壓頭與靜壓頭之和，稱(chēng)為沖壓頭。B點(diǎn)測(cè)得為靜壓頭沖壓頭與靜壓頭之差2023/2/4壓差計(jì)的指示數(shù)R代表A，B兩處的壓強(qiáng)之差。若所測(cè)流體的密度為ρ，U型管壓差計(jì)內(nèi)充有密度為ρ’的指示液，讀數(shù)為R。——測(cè)速管測(cè)定管內(nèi)流體的基本原理和換算公式

實(shí)際使用時(shí)c=0.98~1.00

2023/2/43、使用皮托管的注意事項(xiàng)1）測(cè)速管所測(cè)的速度是管路內(nèi)某一點(diǎn)的線速度，它可以用于測(cè)定流道截面的速度分布。2）一般使用測(cè)速管測(cè)定管中心的速度，然后可根據(jù)截面上速度分布規(guī)律換算平均速度。3）測(cè)速管應(yīng)放置于流體均勻流段，且其管口截面嚴(yán)格垂直于流動(dòng)方向，一般測(cè)量點(diǎn)的上，下游最好均有50倍直徑長(zhǎng)的直管距離，至少應(yīng)有8~12倍直徑長(zhǎng)的直管段。4）測(cè)速管安裝于管路中，裝置頭部和垂直引出部分都將對(duì)管道內(nèi)流體的流動(dòng)產(chǎn)生影響，從而造成測(cè)量誤差。因此，除選好測(cè)點(diǎn)位置，盡量減少對(duì)流動(dòng)的干擾外，一般應(yīng)選取皮托管的直徑小于管徑的1/50。2023/2/4二、孔板流量計(jì)1、孔板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)2023/2/42、孔板流量計(jì)的工作原理流體流到孔口時(shí)，流股截面收縮，通過(guò)孔口后，流股還繼續(xù)收縮，到一定距離（約等于管徑的1/3至2/3倍）達(dá)到最小，然后才轉(zhuǎn)而逐漸擴(kuò)大到充滿整個(gè)管截面，流股截面最小處，速度最大，而相應(yīng)的靜壓強(qiáng)最低，稱(chēng)為縮脈。因此，當(dāng)流體以一定的流量流經(jīng)小孔時(shí)，就產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)差，流量越大，所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差越大。因此，利用測(cè)量壓強(qiáng)差的方法就可測(cè)量流體流量。

在1-1’和2-2’間列柏努利方程，略去阻力損失

2023/2/4CD：排出系數(shù)。取決于截面比A0/A1,管內(nèi)雷諾數(shù)Re1,孔口的形狀及加工精度等。2023/2/4與合并

用孔板前后壓強(qiáng)的變化來(lái)計(jì)算孔板小孔流速u(mài)0的公式

U型管壓差計(jì)讀數(shù)為R，指示液的密度為ρA

2023/2/4C0----孔流系數(shù)，C0=f(

A0/A1,Re1

)

2023/2/4

當(dāng)Re1超過(guò)某界限值時(shí)，C0不再隨Re1而變C0=const，此時(shí)流量就與壓差計(jì)讀數(shù)的平方根成正比，因此，在孔板的設(shè)計(jì)和使用中，希望Re1大于界限值。3、孔板流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便

缺點(diǎn)：流體通過(guò)孔板流量計(jì)的阻力損失很大孔板的縮口愈小，孔口速度愈大，讀數(shù)就愈大，阻力損失愈大。所以，選擇孔板流量計(jì)A0/A1的值，往往是設(shè)計(jì)該流量計(jì)的核心問(wèn)題。2023/2/42023/2/4三、文丘里流量計(jì)管道中的流量為

優(yōu)點(diǎn)：阻力損失小，大多數(shù)用于低壓氣體輸送中的測(cè)量

缺點(diǎn)：加工精度要求較高，造價(jià)較高，并且在安裝時(shí)流量計(jì)本身占據(jù)較長(zhǎng)的管長(zhǎng)位置。2023/2/42023/2/4四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及工作原理

2、流量公式

假設(shè)在一定的流量條件下，轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)，截面2-2’和截面1-1’的靜壓強(qiáng)分別為p2和p1,若忽略轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的切向力2023/2/4CR為轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量系數(shù)，AR為環(huán)隙面積

流量與環(huán)隙面積有關(guān)，在圓錐形筒與浮子的尺寸固定時(shí)，AR決定于浮子在筒內(nèi)的位置，因此，轉(zhuǎn)子流量一般都以轉(zhuǎn)子的位置來(lái)指示流量，而將刻度標(biāo)于筒壁上。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)在出廠時(shí)一般是根據(jù)20℃的水或20℃、0.1MPa下的空氣進(jìn)行實(shí)際標(biāo)定的，并將流量值刻在玻璃管上。

使用時(shí)若流體的條件