化工原理第一章第六節(jié)講稿

1、2024/4/2,第一章 流體流動,一、測速管二、孔板流量計三、文丘里流量計四、轉子流量計,第六節(jié) 流速和流量的測量,,,,2024/4/2,流量計,,變壓頭流量計,變截面流量計,將流體的動壓頭的變化以靜壓頭的變化的形式表示出來。一般，讀數(shù)指示由壓強差換算而來。如：測速管、孔板流量計和文丘里流量計,流體通過流量計時的壓力降是固定的，流體流量變化時流道的截面積發(fā)生變化，以保持不同流速下通過流量計的壓強降相同。如：轉子流量

2、計,2024/4/2,一、測速管,,,,1、測速管（皮托管）的結構,2024/4/2,2、測速管的工作原理,對于某水平管路，測速管的內(nèi)管A點測得的是管口所在位置的局部流體動壓頭與靜壓頭之和，稱為沖壓頭 。,B點測得為靜壓頭,沖壓頭與靜壓頭之差,2024/4/2,壓差計的指示數(shù)R代表A，B兩處的壓強之差。 若所測流體的密度為ρ，U型管壓差計內(nèi)充有密度為ρ’的指示液，讀數(shù)為R。,——測速管測定管內(nèi)流體的基本原理和換算公式,實

3、際使用時,c=0.98~1.00,2024/4/2,3、使用皮托管的注意事項 1）測速管所測的速度是管路內(nèi)某一點的線速度，它可以用于測定流道截面的速度分布。 2）一般使用測速管測定管中心的速度，然后可根據(jù)截面上速度分布規(guī)律換算平均速度。 3）測速管應放置于流體均勻流段，且其管口截面嚴格垂直于流動方向，一般測量點的上，下游最好均有50倍直徑長的直管距離，至少應有8~12倍直徑長的直管段。 4）測速管安裝于管

4、路中，裝置頭部和垂直引出部分都將對管道內(nèi)流體的流動產(chǎn)生影響，從而造成測量誤差。因此，除選好測點位置，盡量減少對流動的干擾外，一般應選取皮托管的直徑小于管徑的1/50。,2024/4/2,二、孔板流量計,1、孔板流量計的結構,2024/4/2,2、孔板流量計的工作原理 流體流到孔口時，流股截面收縮，通過孔口后，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）達到最小，然后才轉而逐漸擴大到充滿整個管截面，流股截面最小處

5、，速度最大，而相應的靜壓強最低，稱為縮脈。因此，當流體以一定的流量流經(jīng)小孔時，就產(chǎn)生一定的壓強差，流量越大，所產(chǎn)生的壓強差越大。因此，利用測量壓強差的方法就可測量流體流量。,在1-1’和2-2’間列柏努利方程，略去阻力損失,2024/4/2,CD：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。,2024/4/2,用孔板前后壓強的變化來計算孔板小孔流速u0的公式 U型管壓差計讀數(shù)為R，指示液的密度為

6、ρA,2024/4/2,C0­---孔流系數(shù)，C0=f( A0/A1,Re1 ),2024/4/2,當Re1超過某界限值時，C0不再隨Re1而變C0=const，此時流量就與壓差計讀數(shù)的平方根成正比，因此，在孔板的設計和使用中，希望Re1大于界限值。3、孔板流量計的優(yōu)缺點優(yōu)點：構造簡單，安裝方便 缺點：流體通過孔板流量計的阻力損失很大,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A0/A

7、1的值，往往是設計該流量計的核心問題。,2024/4/2,2024/4/2,三、文丘里流量計,管道中的流量為,優(yōu)點：阻力損失小，大多數(shù)用于低壓氣體輸送中的測量 缺點：加工精度要求較高，造價較高，并且在安裝時流量計本身占據(jù)較長的管長位置。,2024/4/2,2024/4/2,四、轉子流量計,1、轉子流量計的結構及工作原理,2、流量公式 假設在一定的流量條件下，轉子處于平衡狀態(tài)，截面2-2’和截面1-1’的靜壓強分別為p2和p1,

8、若忽略轉子旋轉的切向力,2024/4/2,CR為轉子流量計的流量系數(shù)，AR為環(huán)隙面積,流量與環(huán)隙面積有關，在圓錐形筒與浮子的尺寸固定時，AR決定于浮子在筒內(nèi)的位置，因此，轉子流量一般都以轉子的位置來指示流量，而將刻度標于筒壁上。 轉子流量計在出廠時一般是根據(jù)20℃的水或20℃、0.1MPa下的空氣進行實際標定的，并將流量值刻在玻璃管上。 使用時若流體的條件與標定條件不符時，應實驗標定或進行刻度換算。,