流量的测量课件.ppt

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1、第五章流量的测量2021/7/281第一节流量及流量计的分类流量的概念流体在单位时间内流经某一有效截面的体积、质量或重量，称作瞬时体积流量（m3/s)、瞬时质量流量(kg/s)或瞬时重量流量(N/s)。累积流量：某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对时间的积分2021/7/282流过管道某截面的流体的速度在截面上各处不可能是均匀的，假定在这个截面上某一微小单元面积上dAF速度是均匀的，流过该单元面积上的体积流量为整个截面上的流量qv为2021/7/283累积流量用来测量流量的仪表统称为流量计。测量累积流量的仪表称为流体计量表或总流量计。2021/7

2、/284二、流量计的分类容积式流量计2021/7/285流体的几个概念（一）粘性在流体的内部相互接触的部分在其切线方向的速度有差别时会产生减小其速度差的作用。这是因为流速快的部分要加速与其相接触的流速慢的部分，而流速慢的部分要减小与其相接触的流速快的部分，流体的这种性质，称为粘性。衡量流体粘性大小的物理量称为粘度．2021/7/286设有两块面积很大距离很近的平板，两平板中间是流体。令底下的平板保持不动，而以一恒定力推动上面平板，使其以速度v沿x方向活动。由于流体粘性的作用，附在上板底面的一薄层液体以速度v随上板运动。而下板不动故附在其上的流体不动

3、，所以两板间的液体就分成无数薄层而运动，如图所示。作用力F与受力面平行，称为剪力，剪力与板的速度v、板的面积S成正比，而与两板间的距离y成反此，即2021/7/287称为粘度，或动力粘度(dynamicviscosity)，单位是：泊（P）(Pa.s)Kinematicviscosity2021/7/288（二）层流和紊流流体在细管中的流动形式可分为层流和紊流两种。所谓层流(laminarflow)就是流体在细管中流动的流线平行于管轴时的流动。所谓紊流(turbulentflow)就是流体在细管中流动的流线相对混乱的流动。利用雷诺数可以判断流动的

4、形式。如果雷诺数小于某一值时，可判断为层流，而大于此值时则判断为紊流。2021/7/289在层流流动状态时，流量与压降成正比；在紊流流动状态时，流量与压降的平方根成正比，而且在层流与紊流两种不同的流动状态时，其管内的速度分布也大不相同。这些对于许多采用测量流速来得到流量的测量方法是很重要的。2021/7/2810在层流流动状态下，流速分布是以管轴为中心线的轴对称抛物线分布。在紊流流动状态下，管内流速同样是以管中心线轴对称的分布，但是其分布呈指数曲线形式。2021/7/2811雷诺数是表征流体流动时惯性力与粘性力之比。利用细管直径d，可求出雷诺数Rd

5、：为细管中的平均流速；为流体的运动粘度,d为管径。Rd＜2320时为层流，Rd＞2320时为紊流；（三）雷诺数2021/7/2812（四）流体流动的连续性方程流体在管道内作稳定流动的情况：即流体在稳定流动，且不可压缩时，流过各截面流体的体积为常量。因此利用上式，很方便的求出流体流过管道不同截面时的流速。2021/7/2813（五）流体伯努力方程2021/7/2814差压式流量计（节流式流量计）主要由两部分组成：节流装置和测量静压差的差压计。节流装置是安装在流体管道中，使流体的流通截面发生变化，引起流体静压变化的一种装置。第二节差压式流量计一、概述2

6、021/7/28152021/7/2816节流装置（取压管及内部的节流孔板）节流孔板后取压管前取压管流体通过节流孔板时，流速加快，后取压管处的压力减小。2021/7/2817节流装置外形节流孔板后取压管2021/7/2818流体流经节流孔板时，压力和流速的变化情况节流孔板流速变快，压力变小当充满圆管的流体流经在管道内部安装的节流装置时，流束将在节流件处形成局部收缩，使流速增大，静压力降低，于是在节流件前后产生压力差．该压力差通过差压计检出．流体的体积流量或质量流量与差压计所测得的差压值有确定的数值关系。孔板流量计动画差压式流量计（节流式流量计）二、

7、测量原理2021/7/28192021/7/2820选定两个截面，I—I是节流装置前流体开始受节流装置影响的截面；II-II是流束经过节流装置后收缩最厉害的流束截面，由伯努利方程式得由于流束在节流装置后的最小收缩面积S2，实际上很难确切地知道它的数值，因此用节流装置开孔的截面积S0来表示,其中称为流束的收缩系数，其大小与节流装置的类型有关。p1’、p2’—流体在截面I—I和II—II处的静压力v1、v2’—流体在截面I—I和II—II处的平均流速2021/7/2821上面得到的流速是理论值，因为理想的不可压缩的流体是不存在的。流体有粘度，故有摩擦

8、，因此实际的流速应修正。其次，考虑到使用方便，实际上经常在节流装置前后两个固定位置上测取压力p1、p2，代替p1’、p2’