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1、第一章第六节流体流动2023/1/8本讲稿第一页，共十六页流量计流量计变压头流量计变压头流量计变截面流量计变截面流量计 将将流流体体的的动动压压头头的的变变化化以以静静压压头头的的变变化化的的形形式式表表示示出出来来。一一般般，读读数数指指示示由由压强差换算而来。压强差换算而来。如如：测测速速管管、孔孔板板流流量量计计和和文文丘丘里里流量计流量计 流流体体通通过过流流量量计计时时的的压压力力降降是是固固定定的的，流流体体流流量量变变化化时时流流道道的的截截面面积积发发生生变变化化，以以保保持持不不同同流流速速下下通通过过流流量量计计的的压压强降相同。强降相同。如：转子流量计如：转子流量计 20
2、23/1/8本讲稿第二页，共十六页 一、测速管一、测速管 1、测速管（皮托管）的结构、测速管（皮托管）的结构2023/1/8本讲稿第三页，共十六页2、测速管的工作原理、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。B点测得为静压头冲压头与静压头之差2023/1/8本讲稿第四页，共十六页 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，U型管压差计内充有密度为的指示液，读数为R。测速管测定管内流体的基本原理和换算公式 实际使用时c=0.981.00 2023/1/8本讲稿第五页，共十六页3、使用皮托管的注意事项、使用
3、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812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。2023/1/8本讲稿第六页，共十六页二、孔板流量计二、孔板流量计1、孔板流量计的结构、孔板流
4、量计的结构R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2 孔板流量计2023/1/8本讲稿第七页，共十六页2、孔板流量计的工作原理、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 2023/1/8本讲稿第八页，共十六页CD：孔流系数。取决于截面
5、比A0/A1,管内雷诺数Re1,孔口的形状及加工精度等。2023/1/8本讲稿第九页，共十六页与合并 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A 2023/1/8本讲稿第十页，共十六页C0-孔流系数，C0=f(A0/A1,Re1)2023/1/8本讲稿第十一页，共十六页 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、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 孔板的缩口愈小，孔口速
6、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。2023/1/8本讲稿第十二页，共十六页三、文丘里流量计三、文丘里流量计管道中的流量为 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。2023/1/8本讲稿第十三页，共十六页四、转子流量计四、转子流量计1、转子流量计的结构及工作原理、转子流量计的结构及工作原理 2、流量公式、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2023/1/8本讲稿第十四页，共十六页CR为转子流量计的流量系数，AR为环隙面积 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。2023/1/8本讲稿第十五页，共十六页 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。2023/1/8本讲稿第十六页，共十六页