流量测量中常用流体参数

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1、流量测量中常用的流体参数流量测量中常用的流体参数对工业管道流体流动规律的研究、流量测量计算以及仪表选型时，都要遇到一系列反映流体属性和流动状态的物理参数．这些参数，常用的有流体的密度、粘度、绝热指数(等熵指数)、体积压缩系数以及雷诺数、流速比(马赫数)等；这些物理参数都与温度．压力密切相关。流量测量的一次元件的设计以及二次仪表的校验，都是在一定的压力和温度条件下进行的。若实际工况超过设计规定的范围，即需作相应的修正。一、流体的密度流体的密度()是流体的重要参数之一，它表示单位体积内流体的质量。在一般工业生产中，流体通常可视为均匀流体，流体的密度可由其质量和体积之商求

2、出：＝                               （1－2）式中 m——流体的质量，kg；     V——质量为m的流体所占的体积，m3密度的单位换算见表1—3。各种流体的密度都随温度、压力改变而变化．在低压及常温下，压力变化对液体密度的影响很小，所以工程计算上往往可将液体视为不可压缩流体，即可不考虑压力变化的影响．但这只是一种近似计算。而气体，温度、压力变化对其密度的影响较大，所以表示气体密度时，必须严格说明其所处的压力、温度状况．   工业测量中，有时还用“比容”这一参数。比容数是密度数的倒数，单位为m3／kg。   二、流体的粘度   流体的

3、粘度是表示流体内摩擦力的一个参数。各种流体的粘度不同，表示流动时的阻力各异。粘度也是温度、压力的函数．一般说来，温度上升，液体的粘度就下降，气体的粘度则上升．在工程计算上液体的粘度，只需考虑温度对它的影响，仅在压力很高的情况下才需考虑压力的影响。水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切．表征流体的粘度，通常采用动力粘度()和运动粘度(v)，有时也采用恩氏粘度(°E)．流体动力粘度的意义是，当该流体的速度梯度等于l时，接触液层间单位面积上的内摩擦力．流体的动力粘度也可理解为两个相距1m、面积各为1m2的流体层以相对速度1m／s移动时相互间的作用力，即      ＝

4、                           （1－3）式中  ――单位面积上的内摩擦力，Pa；v——流体流动速度，m／s；       h——两流体层之间的距离，m；       ——速度梯度，I/S；   动力粘度的单位Pa·s是国际单位制(SI)的导出单位，是我国法定单位．它与过去习惯使用的其他单位的换算关系见表l—4．表中的单位达因·秒／厘米2(dyn·s／cm2)是厘米—克—秒单位制(c．G．s单位制)的导出单位，习惯上称泊(P)。取其百分之一为单位，称厘泊(cP)，或百万分之一为单位，称微泊(P)。由于流体的粘度和密度有关，将动力粘度与流体密度之

5、比作为粘度的另一参数，称运动粘度，用v表示：          v＝                                     （1－4）在SI单位制中，v的单位为m2/s与过去习惯用的其他单位间的换算关系见表1—5。表中v的单位cm2／s是c．G．s单位制的导出单位，称斯托克斯(St)，取其百分之一为单位，称厘斯(cSt)。在试验室对粘度进行测定常采用恩格勒粘度计，这里还需提及恩氏粘度(E)的概念。流体的恩氏粘度又称条件粘度，它是基于流体的粘性越大，流动时表现的阻力也越大的原理,按下列方式测定的：取一定容积的被测流体(例如200mL)，在一定的温度(

6、t℃)下，测定其从恩格勒粘度计流出的时间(t)，以s为单位，然后与同体积的蒸馏水在20℃时流出恩格勒粘度计的时间（）对比，其比值称该流体在t℃时的恩氏粘度．    恩氏粘度与运动粘度在常用范围内的对照关系见表1—6。当v＞1．2×l0－4m2／s时，在同一温度t下，E与v的换算采用下式：            Et＝135×103Vt                          （1－6）或          Vt＝7.41×10－6Et                        （1－7）式中  Et――在温度t时的恩氏粘度；Vt――在温度t时的运动粘度

7、。三、牛顿流体及非牛顿流体在节流装置的设计标准、规程以及一些流量测量方法的“适用范围”栏目中，常常提出所测流体仅限于“牛顿流体”。什么是牛顿流体和非牛顿流体呢?在前述流体的粘度一节中，给出了流体动力粘度的定义式(1—3)，由该式可以导出在流体内部有速度梯度(剪切进度)时，作用在与该速度梯度方向垂直的单位面积上的内摩擦力(或称剪切应力、粘滞力)与之间的关系式是：式(1—8)称牛顿粘性定律。当式中比例系数(即动力粘度)为常数时，内摩擦力与速度梯度间呈线性关系。这一规律的流体即称牛顿流体．不同种类的牛顿流体的比例常数值各不相同。当值不是常数或与间的关系不符式(1—8)