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1、第四章压力流量第四章压力流量1第1页，本讲稿共18页液柱式压力计的测量误差及其修正液柱式压力计的测量误差及其修正 环境温度变化的影响环境温度变化的影响环环境境温温度度偏偏离离规规定定温温度度20C后后，封封液液密密度度改改变变对对压压力力计计读读数数影影响响的的修修正正公公式为式为 式中：式中：h20为为20 C时封液液柱高度；时封液液柱高度；h为为t C时封液液柱高度；时封液液柱高度；为封液的体膨胀系数；为封液的体膨胀系数；t为测量时的实际温度。为测量时的实际温度。2第2页，本讲稿共18页液柱式压力计的测量误差及其修正液柱式压力计的测量误差及其修正 重力加速度变化的修正重力加速度变化的修正仪
2、器使用地点的重力加速度仪器使用地点的重力加速度g由下式计算由下式计算 式中：式中：H,为使用地点海拔高度（为使用地点海拔高度（m）和纬度）和纬度()；gN为为9.80665m/s2，标准重力加速度；，标准重力加速度；R为为6356766m，地球的公称半径。，地球的公称半径。式中：式中：hN为标准地点封液液柱高度；为标准地点封液液柱高度；h为测量地点封液液柱高度。为测量地点封液液柱高度。3第3页，本讲稿共18页液柱式压力计的测量误差及其修正液柱式压力计的测量误差及其修正 毛细现象造成的误差毛细现象造成的误差毛毛细细现现象象使使封封液液表表面面形形成成弯弯月月面面，这这不不仅仅会会引引起起读读数数
3、误误差差，而而且且会会引引起起液液柱柱的的升升高高或或降降低低。这这种种误误差差与与封封液液的的表表面面张张力力、管管径径、管管内内壁壁的的洁洁净净度度等等因因素素有有关关，难难以以精精确确得得到到。实实际际应应用用时时，常常通过加大管径来减少毛细现象的影响。常常通过加大管径来减少毛细现象的影响。当封液为酒精时，管子内径当封液为酒精时，管子内径d3mm；水、水银作封液，；水、水银作封液，d8mm。此此外外液液柱柱式式压压力力计计还还存存在在刻刻度度、读读数数、安安装装等等方方面面的的误误差差。读读数数时时，眼眼睛睛应应与与封封液液弯弯月月面面的的最最高高点点或或最最低低点点持持平平，并并沿沿切
4、切线线方方向向读读数数。U型管压力计和单管压力计都要求垂直安装，否则将带来较大误差。型管压力计和单管压力计都要求垂直安装，否则将带来较大误差。4第4页，本讲稿共18页1）压力表的选择）压力表的选择仪表量程的选择：在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应超过仪表仪表量程的选择：在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应超过仪表满量程的满量程的3/4；在压力波动较大时，不应超过仪表满量程的；在压力波动较大时，不应超过仪表满量程的2/3；为保证测量的；为保证测量的准确度，最小工作压力不应小于满量程的准确度，最小工作压力不应小于满量程的1/3。我国生产的压力表有统一的量程系列，它们是我国生产的压力表
5、有统一的量程系列，它们是1、1.6、2.5、4.0、6.0kPa以及它们的以及它们的10n倍数。倍数。仪表精度的选择：主要根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压仪表精度的选择：主要根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。仪表类型的选择：仪表类型的选择：v从压力大小来考虑：从压力大小来考虑：小压力小压力采用液柱式或膜盒式，采用液柱式或膜盒式，较大的采用较大的采用弹簧管。弹簧管。v从被测介质来考虑：腐蚀性介质采用不锈钢材质，氧气、乙炔等介质采用专用从被测介质来考虑：腐蚀性介质采用不锈钢材质，氧气、乙炔
6、等介质采用专用的压力表。的压力表。压力表的选择与校验压力表的选择与校验5第5页，本讲稿共18页2）压力仪表的校验）压力仪表的校验常用的校验仪表是活塞式压力计。常用的校验仪表是活塞式压力计。校验就是将被校压力表和标准压力表通以相同压力，比较它们校验就是将被校压力表和标准压力表通以相同压力，比较它们的指示值，如果被校表对于标准表的读数误差不大于被校表的的指示值，如果被校表对于标准表的读数误差不大于被校表的最大允许绝对误差时，则认为被校表合格。最大允许绝对误差时，则认为被校表合格。压力表的选择与校验压力表的选择与校验压力表的选择与校验压力表的选择与校验6第6页，本讲稿共18页1-1-油杯；油杯；2-
7、2-针阀；针阀；3-3-进油阀；进油阀；4-4-油缸；油缸；5-5-活塞；活塞；6-6-砝码；砝码；7-7-托托盘；盘；8-8-联接螺母；联接螺母；9-9-导管；导管；10-10-手摇油泵；手摇油泵；11-11-水平水平调节螺钉；调节螺钉；12-12-底盘底盘7第7页，本讲稿共18页气流压力测量气流压力测量总压测量总压测量静压测量静压测量动压测量动压测量不敏感偏流角不敏感偏流角总压管：总压管：L型、带导流套、多点、型、带导流套、多点、附面层附面层静压孔静压孔静压管：静压管：L型、圆盘型、带导型、圆盘型、带导流套流套动压管：皮托管、笛形、遮板式、动压管：皮托管、笛形、遮板式、靠背式靠背式平面气流
8、速度的测量平面气流速度的测量8第8页，本讲稿共18页总压的测量方法及不敏感偏流角总压的测量方法及不敏感偏流角用于总压测量的测压管称为总压管。用于总压测量的测压管称为总压管。总总压压管管的的一一端端管管口口轴轴线线对对准准气气流流方方向向，另另一一端端管管口口与与二二次次仪仪表表相相连连，这这样样便便可可测测出出被被测测点点的的气气流流总总压压与与大大气气压压之之差。差。要求管口无毛刺，壁面光洁；并要求管口轴要求管口无毛刺，壁面光洁；并要求管口轴线对准来流方向。线对准来流方向。习习惯惯上上取取使使测测量量误误差差占占速速度度头头1%的的偏偏流流角角p作作为为总总压压管管的的不不敏敏感感偏偏流流角
9、，角，p的范围越大，对测量越有利。的范围越大，对测量越有利。9第9页，本讲稿共18页静压测量静压测量壁面静压孔壁面静压孔静压孔的位置应选在流体流线是直线的地方，要求开孔处有足够的直管段，静压孔的位置应选在流体流线是直线的地方，要求开孔处有足够的直管段，管道内壁面要光滑平整。管道内壁面要光滑平整。u静压孔的设计加工技术要求静压孔的设计加工技术要求 静压孔的开孔直径一般以静压孔的开孔直径一般以0.5mm1.0mm为宜。为宜。静压孔的轴线应和管道内壁面垂直，孔的边缘应尖锐，无毛刺，无倒角，孔的壁面应光静压孔的轴线应和管道内壁面垂直，孔的边缘应尖锐，无毛刺，无倒角，孔的壁面应光滑。滑。静压孔的深度为静
10、压孔的深度为l，直径为，直径为d，一般取，一般取l/d3。连接静压孔与导压管的管接头要固定在流道壁上，只要流道壁厚度允许，连接静压孔与导压管的管接头要固定在流道壁上，只要流道壁厚度允许，螺纹螺纹连接的方连接的方法比法比焊接焊接的方法好，以免热应力使壁面变形，干扰流场。的方法好，以免热应力使壁面变形，干扰流场。10第10页，本讲稿共18页流量的测量方法流量的测量方法可分为直接测量法和间接测量法。可分为直接测量法和间接测量法。直接测量法直接测量法：用标准容积和标准时间计量后，计算平均流量。：用标准容积和标准时间计量后，计算平均流量。间接测量法间接测量法：通过测量与流量有关的物理量得出流量。：通过测
11、量与流量有关的物理量得出流量。间接测量法的常见形式间接测量法的常见形式流速法流速法节流差压法节流差压法变面积式变面积式涡轮机械式涡轮机械式旋涡式旋涡式电磁式电磁式超声波超声波11第11页，本讲稿共18页流速法流速法基本原理基本原理对于不可压流体对于不可压流体对于可压流体对于可压流体上式表明：只要测得流体的总压、静压、总温，就可以计算出流体的流上式表明：只要测得流体的总压、静压、总温，就可以计算出流体的流速，进而计算出流量。速，进而计算出流量。12第12页，本讲稿共18页差压式流量计差压式流量计：流体流动中，当流道的截面积突然缩小时，其流速：流体流动中，当流道的截面积突然缩小时，其流速升高而压力
12、降低，通过测量收缩面前后的升高而压力降低，通过测量收缩面前后的压力差压力差得到流量，此类流得到流量，此类流量计统称为差压式流量计。量计统称为差压式流量计。13第13页，本讲稿共18页差压式流量计的构成差压式流量计的构成由节流件、取压装置、阻流件、中间管道组成。由节流件、取压装置、阻流件、中间管道组成。上游第二上游第二个阻流件个阻流件上游第一上游第一个阻流件个阻流件节流件节流件取压装置取压装置下游第一下游第一个阻流件个阻流件中间管道中间管道14第14页，本讲稿共18页常用节流元件常用节流元件15第15页，本讲稿共18页节流原理节流原理流速收缩：沿管道轴向流动的流流速收缩：沿管道轴向流动的流体，当
13、遇到节流装置时，近壁处体，当遇到节流装置时，近壁处的流体由于受到节流装置的阻挡的流体由于受到节流装置的阻挡最大，促使流体的一部分动压头最大，促使流体的一部分动压头转换为静压头，体现在转换为静压头，体现在P1的升高。的升高。P的产生：由于节流装置造成的产生：由于节流装置造成流束的局部收缩，同时流体又流束的局部收缩，同时流体又是保持连续流动，因此在截面是保持连续流动，因此在截面积最小流速达到最大，而压力积最小流速达到最大，而压力最低。最低。流量越大，流束的局部收缩和流量越大，流束的局部收缩和能量转换越显著，因此节流装置能量转换越显著，因此节流装置两端的压差也越大。两端的压差也越大。16第16页，本
14、讲稿共18页标准节流装置中的管道标准节流装置中的管道节流件上下游侧最小直管段长度与节流件上下游侧阻力件的形式节流件上下游侧最小直管段长度与节流件上下游侧阻力件的形式和节流件开孔直径比和节流件开孔直径比有关有关.L1的长度取决于节流件上游第一个阻流件的形式和的长度取决于节流件上游第一个阻流件的形式和值值.L2的长度取决于节流件下游第一个阻流件的形式和的长度取决于节流件下游第一个阻流件的形式和值值.L0的长度按节流件上游第二个阻流件的形式和的长度按节流件上游第二个阻流件的形式和=0.7=0.7查查L1L1的一半的一半.17第17页，本讲稿共18页流量计的标定流量计的标定目目前前所所应应用用的的流流量量计计，除除标标准准节节流流装装置置不不必必进进行行直直接接标标定定外外，其其余余的的流流量量计计出出厂厂时时几几乎乎都都要要进进行行标标定定。在在流流量量计计使使用用的的过过程程中中，也也应应经经常常进进行行标标定定。流流量计的标定是根据国家计量局颁布的各种流量计的检定规程来进行的。量计的标定是根据国家计量局颁布的各种流量计的检定规程来进行的。常用的方法常用的方法容积法容积法质量法质量法标准体积管法标准体积管法标准流量计对比法。标准流量计对比法。18第18页，本讲稿共18页