化工流体流动 学时优秀课件
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化工原理-化工原理-流体流动.ppt
气体和流体统称流体。流体有多种分类方法： （1）按状态分为气体、液体和超临界流体等； （2）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体； （3）按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与粘
性流体（或实际流体）； （4）按流变特性可分为牛顿型和非牛倾型流体；
流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状 随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。 流动时产生内摩擦从而构成了流体力学原理研究的复杂 内容之一
statics )
➢ * 本节主要内容 流体的密度和压强的概念、单位及换算等；
在重力场中的静止流体内部压强的变化规律及其 工程应用。 * 本节的重点 重点掌握流体静力学基本方程式的适用条件 及工程应用实例。
1.2 流体静力学基本方程
流体静力学主要研究流体流体静止时其内部压强变 化的规律。用描述这一规律的数学表达式，称为流体静 力学基本方程式。先介绍有关概念：
1.1.2 流体流动的考察方法
在物理化学（气体分子运动论）重要考察单个分子的微观运动，分 子的运动是随机的、不规则的混乱运动。
1.1.2.1 连续性假设(Continuum hypotheses)
在化工原理中研究流体在静止和流动状态下的规律性时，常 将流体视为由无数质点组成的连续介质。
连续性假设:假定流体是有大量质点组成、彼此间 没有间隙、完全充满所占空间连续介质，流体的物性及 运动参数在空间作连续分布，从而可以使用连续函数的 数学工具加以描述。
性流体（或实际流体）； （4）按流变特性可分为牛顿型和非牛倾型流体；
流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状 随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。 流动时产生内摩擦从而构成了流体力学原理研究的复杂 内容之一
statics )
➢ * 本节主要内容 流体的密度和压强的概念、单位及换算等；
在重力场中的静止流体内部压强的变化规律及其 工程应用。 * 本节的重点 重点掌握流体静力学基本方程式的适用条件 及工程应用实例。
1.2 流体静力学基本方程
流体静力学主要研究流体流体静止时其内部压强变 化的规律。用描述这一规律的数学表达式，称为流体静 力学基本方程式。先介绍有关概念：
1.1.2 流体流动的考察方法
在物理化学（气体分子运动论）重要考察单个分子的微观运动，分 子的运动是随机的、不规则的混乱运动。
1.1.2.1 连续性假设(Continuum hypotheses)
在化工原理中研究流体在静止和流动状态下的规律性时，常 将流体视为由无数质点组成的连续介质。
连续性假设:假定流体是有大量质点组成、彼此间 没有间隙、完全充满所占空间连续介质，流体的物性及 运动参数在空间作连续分布，从而可以使用连续函数的 数学工具加以描述。
化工原理ppt-第一章流体流动
u
3.14 1.8
参考管子规格，选取相接近的管子。
2022/8/11
28
知识运用
【例1-4】化工厂的某管路由一段φ89×4mm的管1、一段φ108×4mm的 管2和两段φ57×3.5mm的分支管3a及3b连接而成，如附图3所示。若水以 9×10－3 m3/s的流量流动，且在两段分支管内的流量相等。 试求：水在各段管内的速度。
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8
二、流体压力
2.表压与真空度
表压和真空度
p 当地大气压，
表压强=绝对压强-大气压强
p 当地大气压，
真空度=大气压强-绝对压强
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9
三、流体静力学方程
由于流体处于相对静止状态，所以流体所受的质量 力只有重力，而重力就是地心吸力，是可以看作不变 的，但静止流体内部各点的压力是不同的，所以实质 上是讨论流体内部压力变化的规律，用于描述这一规 律的数学表达式称为流体静力学基本方程。
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7
二、流体压力
2.表压与真空度
压力大小常以两种不同基准来表示：一是绝对真空；一 是大气压力。基准不同，表示方法也不同。 以绝对真空为基准测得的压力称为绝对压力，是流体的 真实压力； 以大气压为基准测得的压力称为表压或真空度。
表压 = 绝对压力 - 大气压力 真空度 =大气压力 - 绝对压力 通常对表压、真空度等加以标注，如2000Pa（表压）， 10mmHg（真空度）等，还应指明当地大气压力。
化工原理PPT流体流动
根据连续静止的同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理则hggrh2o0113600100098112410pa倾斜管路当被测的流体为气体时可忽略则两点间压差计算公式gr若u型管的一端与被测流体相连接另一端与大气相通那么读数r就反映了被测流体的绝对压强与大气压之差也就是被测流体的表压或真空度
化工厂中，管路纵横排列，与各种类型的设备连接，完成着流体输送的任务。
1
m
w1
1
w2
2
wn
n
n
wi
i 1 i
(1-7)
式中 w1、w2、…，wn —— 液体混合物中各组分的质量分率； ρ1、ρ2、…，ρn —— 液体混合物中各组分的密度，kg/m3；
ρm —— 液体混合物的平均密度，kg/m3。
2、比体积
比体积（比容）：单位质量流体的体积，单位为 m3/kg 。
V 1
现从静止液体中任意划出一垂直液柱，如图所示。液柱的 横截面积为A，液体密度为ρ，若以容器器底为基准水平面，则 液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为Z1和Z2，以 p1与p2分别表示高度为Z1及Z2处的压力。
在垂直方向上作用于液柱的力有： 1. 下底面所受之向上总压力为p2A； 2. 上底面所受之向下总压力为p1A；
压头）是表示单位重量的流体从基准面算起的位能(potential
energy)。
化工厂中，管路纵横排列，与各种类型的设备连接，完成着流体输送的任务。
1
m
w1
1
w2
2
wn
n
n
wi
i 1 i
(1-7)
式中 w1、w2、…，wn —— 液体混合物中各组分的质量分率； ρ1、ρ2、…，ρn —— 液体混合物中各组分的密度，kg/m3；
ρm —— 液体混合物的平均密度，kg/m3。
2、比体积
比体积（比容）：单位质量流体的体积，单位为 m3/kg 。
V 1
现从静止液体中任意划出一垂直液柱，如图所示。液柱的 横截面积为A，液体密度为ρ，若以容器器底为基准水平面，则 液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为Z1和Z2，以 p1与p2分别表示高度为Z1及Z2处的压力。
在垂直方向上作用于液柱的力有： 1. 下底面所受之向上总压力为p2A； 2. 上底面所受之向下总压力为p1A；
压头）是表示单位重量的流体从基准面算起的位能(potential
energy)。
化工流体流动与传热 21-22学时
喉 颈
文丘里流量计示意图
三、文丘里流量计
2. 流量计算 设 U管压差计指示液密度为 ρA ，读数为R 则 V = C A 2gR ρA −ρ) / ρ ( s V 0
流量系数
3
m /s
通常 C V= 0.98～0.99 压力式流量 计安装要求
喉颈处截面 积 管 径
≥1 1 0d 下游直管长度 ≥ 5d1
ub2 =ub （待求） p = p2（向大气敞开） 1
一、简单管路
2 Σ i +Σ e l l ub 由 Σ = (λ hf +Σ i ) ξ d 2 2 dρ b e u ub 10 9 λ= f( , ) ∑hf =λ +0.5 µ d 0.1 6 0 2
将以上各值代入（1）式，并整理得
上游直管长度
四、转子流量计
1.基本结构 动画：转子流量计 转子流 量计 变截面 流量计
1- 锥形玻 璃管
A
2- 转子 3- 刻度
转子流量计示意图
四、转子流量计
2. 流量计算 设 体积 Vf 密度 ρf 转子 最大截面积 Af 则
A R
～ Vs
转子所处位置的高低 可反映流体流量大小
V =CRA 2gVf (ρf −ρ)/ Af ρ s R
注意 测速管测定的为点速度。 测定平均速度的方法：
um ax
文丘里流量计示意图
三、文丘里流量计
2. 流量计算 设 U管压差计指示液密度为 ρA ，读数为R 则 V = C A 2gR ρA −ρ) / ρ ( s V 0
流量系数
3
m /s
通常 C V= 0.98～0.99 压力式流量 计安装要求
喉颈处截面 积 管 径
≥1 1 0d 下游直管长度 ≥ 5d1
ub2 =ub （待求） p = p2（向大气敞开） 1
一、简单管路
2 Σ i +Σ e l l ub 由 Σ = (λ hf +Σ i ) ξ d 2 2 dρ b e u ub 10 9 λ= f( , ) ∑hf =λ +0.5 µ d 0.1 6 0 2
将以上各值代入（1）式，并整理得
上游直管长度
四、转子流量计
1.基本结构 动画：转子流量计 转子流 量计 变截面 流量计
1- 锥形玻 璃管
A
2- 转子 3- 刻度
转子流量计示意图
四、转子流量计
2. 流量计算 设 体积 Vf 密度 ρf 转子 最大截面积 Af 则
A R
～ Vs
转子所处位置的高低 可反映流体流量大小
V =CRA 2gVf (ρf −ρ)/ Af ρ s R
注意 测速管测定的为点速度。 测定平均速度的方法：
um ax
化工原理流体流动ppt课件
1mw 1 1w 2 2 w n ni n1w ii (1-7)
式中 w1、w2、…，wn —— 液体混合物中各组分的质量分率； ρ1、ρ2、…，ρn —— 液体混合物中各组分的密度，kg/m3；
ρm —— 液体混合物的平均密度，kg/m3。
2、比体积
比体积（比容）：单位质量流体的体积，单位为 m3/kg 。
真空度＝大气压强－绝对压强
绝对压力、表压与真空度的关系：
表压
p1
绝对压力
真空度
绝对压力
wenku.baidu.com
大气压 p2 绝对真空
图1-1 绝对压力、表压与真空度的关系
表 压
绝
对
压 力
大 气
压
（a）
测定压力
当时当地大气压 （表压为零）
绝对压力为零
真 空 度 绝对压力
测定压力
（b）
图 绝对压力、表压和真空度的关系 （a）测定压力>大气压（b）测定压力<大气压
解 取管道截面a、b处压力分别为pa与pb。根据连续、静止的 同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则
p1＇＝p1
（a）
pp11＇=R＝ρpHag－g+xpρ2=H2ROρgHgg+p2＇=RρHgg+pb－（R＋x）ρH2Og
根据式（a）
pa－pb＝xρH2Og＋RρHgg－（R＋x）ρH2Og ＝RρHgg－RρH2Og ＝0.1×(13600-1000) × 9.81 =1.24 × 104（Pa）
式中 w1、w2、…，wn —— 液体混合物中各组分的质量分率； ρ1、ρ2、…，ρn —— 液体混合物中各组分的密度，kg/m3；
ρm —— 液体混合物的平均密度，kg/m3。
2、比体积
比体积（比容）：单位质量流体的体积，单位为 m3/kg 。
真空度＝大气压强－绝对压强
绝对压力、表压与真空度的关系：
表压
p1
绝对压力
真空度
绝对压力
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大气压 p2 绝对真空
图1-1 绝对压力、表压与真空度的关系
表 压
绝
对
压 力
大 气
压
（a）
测定压力
当时当地大气压 （表压为零）
绝对压力为零
真 空 度 绝对压力
测定压力
（b）
图 绝对压力、表压和真空度的关系 （a）测定压力>大气压（b）测定压力<大气压
解 取管道截面a、b处压力分别为pa与pb。根据连续、静止的 同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则
p1＇＝p1
（a）
pp11＇=R＝ρpHag－g+xpρ2=H2ROρgHgg+p2＇=RρHgg+pb－（R＋x）ρH2Og
根据式（a）
pa－pb＝xρH2Og＋RρHgg－（R＋x）ρH2Og ＝RρHgg－RρH2Og ＝0.1×(13600-1000) × 9.81 =1.24 × 104（Pa）
化工原理流体流动与输送机械精品PPT课件
（1）被测流体的压力 > 大气压
压力
表压 = 绝压－大气压
（2）被测流体的压力 < 大气压 绝压
表压 真空度
大气压
真空度 = 大气压－绝压= －表压
绝压
绝对真空
图1-2 绝压、表压及真空度的关系
13
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
1.2.1.静压力特性
静止流体内部任一点的压力称为该点流体的静压力， 其特点为：
一般液体流速为1~3m/s，低压 气体流速为8~12m/s
u↑，d↓，管内阻力↑，能量消耗↑，泵、风机设备操 作费用↑；但d↓，设备投资费用↓，总费用有一最小值，因
此是个优化的问题。 26
1 流体流动与输送机械——1.3 流体动力学
1.3.2.定态流动与非定态流动
按照流体流动时的流速以及其他和流动有关的物理量（ 如压力、密度）是否随时间而变化，可将流体的流动分成：
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
19
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
例1-1 如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体在某截 面处的压力，直接在该处连接一U形压差计，
指示液为水银，读数 R ＝ 250mm， h ＝ 900mm。 已 知 当地大气压为101.3kPa，水的密度 1000kg/m3，水银的密度13600kg/m3。 试计算该截面处的压力。
化工原理流体流动与输送机械PPT课件
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
（6）离心泵选用、安装与操作。 3
研究流体流动问题的重要性
流体流动与输送是最普遍的化工单元操作之一； 研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。
4
某居民小区，居 民用水拟采用建 水塔方案为居民 楼供水，如图所 示。
解决三个问题：水塔多高？
水泵的功率？
qv1、qv2、qv3是否相等？
5
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
（6）离心泵选用、安装与操作。 3
研究流体流动问题的重要性
流体流动与输送是最普遍的化工单元操作之一； 研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。
4
某居民小区，居 民用水拟采用建 水塔方案为居民 楼供水，如图所 示。
解决三个问题：水塔多高？
水泵的功率？
qv1、qv2、qv3是否相等？
5
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
化工原理流体流动课件2
Tp'
4
流体的密度
低压下可按照理想气体状态方程计算
m pM
V RT
273k 补充：
T0 pM
22.4Tp0
ρ0
M
22.4(L / mol )
101300pa
5
流体的密度
(2)混合物的密度 液体混合物，混合前后体积不变
组分的质 量分数
1 x wA x wB ... x wn
图1-7 静止液体内部的压强分布
31
流体静力学方程
静力学方程式 仅适用于连通着的 同一种连续的不可 压缩静止流体。
B，B’不 等压 A，A’等压
32
不同基准压力之间的换算（画图讲解）
22
压力的另一种表示方法
表压力 = 绝对压力－大气压力 真空度 = 大气压力－绝对压力
以绝对真空为基准测 得的压力称为绝对压 力，是流体的真实压 力； 以大气压为基准测得 的压力称为表压或真 空度。
23
大气压力与空间位置和时间有关。 仪表测得的表压力（或真空度）与大气压力有关。
第1章 流体流动
学习目的 与要求
通过本章的学习，应掌握流体流动过程的基 本原理及流体在管道内的流动规律，并运用这些 原理与规律去分析和计算流体的输送问题。
1
第1章 流体流动
1.1 流体的物理性质 1.1.1 流体的密度
4
流体的密度
低压下可按照理想气体状态方程计算
m pM
V RT
273k 补充：
T0 pM
22.4Tp0
ρ0
M
22.4(L / mol )
101300pa
5
流体的密度
(2)混合物的密度 液体混合物，混合前后体积不变
组分的质 量分数
1 x wA x wB ... x wn
图1-7 静止液体内部的压强分布
31
流体静力学方程
静力学方程式 仅适用于连通着的 同一种连续的不可 压缩静止流体。
B，B’不 等压 A，A’等压
32
不同基准压力之间的换算（画图讲解）
22
压力的另一种表示方法
表压力 = 绝对压力－大气压力 真空度 = 大气压力－绝对压力
以绝对真空为基准测 得的压力称为绝对压 力，是流体的真实压 力； 以大气压为基准测得 的压力称为表压或真 空度。
23
大气压力与空间位置和时间有关。 仪表测得的表压力（或真空度）与大气压力有关。
第1章 流体流动
学习目的 与要求
通过本章的学习，应掌握流体流动过程的基 本原理及流体在管道内的流动规律，并运用这些 原理与规律去分析和计算流体的输送问题。
1
第1章 流体流动
1.1 流体的物理性质 1.1.1 流体的密度
化工原理-第一章-流体流动PPT课件
[J/m3](Pa)
.
49
五、实际流体的机械能衡算式 （一）实际流体的机械能衡算式
1、机械能损失（压头损失）
.
50
Z 1+ρ P g 1+2 u g 12=Z 2+ρ P g 2+2 u g 22+ ∑ H f
∑Hf-压头损失，m
.
51
2、外加机械能
Z 1 +ρ P g 1+ 2 u g 1 2 + H = Z 2 +ρ P g 2+ 2 u g 2 2 + ∑ H f
W= qm /A= u kg/m2.s
.
31
由流量和流速可确定管道的直径 d
d 4qv qv
u 0.785u
流量一般由生产任务所决定。流速的选择视
具体情况而定，一般选用经验数据，具体见表1-3
（P46），计算得到的管径需进行标准化。
液体: 0.5—3m/s
气体：10—30m/s
.
32
例1-7:安装一根输水量为30m3/h的管道,试选 择合适的管道。
.
1
重点：
1.柏努利方程式及应用； 2.流动阻力的计算； 3.管路计算。
.
2
流体：液体和气体统称为流体。
可压缩性流体— 气体 不可压缩性流体— 液体
在研究流体流动时，通常将流体视为由无数分子集 团所组成的连续介质，每个分子集团称为质点。
.
49
五、实际流体的机械能衡算式 （一）实际流体的机械能衡算式
1、机械能损失（压头损失）
.
50
Z 1+ρ P g 1+2 u g 12=Z 2+ρ P g 2+2 u g 22+ ∑ H f
∑Hf-压头损失，m
.
51
2、外加机械能
Z 1 +ρ P g 1+ 2 u g 1 2 + H = Z 2 +ρ P g 2+ 2 u g 2 2 + ∑ H f
W= qm /A= u kg/m2.s
.
31
由流量和流速可确定管道的直径 d
d 4qv qv
u 0.785u
流量一般由生产任务所决定。流速的选择视
具体情况而定，一般选用经验数据，具体见表1-3
（P46），计算得到的管径需进行标准化。
液体: 0.5—3m/s
气体：10—30m/s
.
32
例1-7:安装一根输水量为30m3/h的管道,试选 择合适的管道。
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1
重点：
1.柏努利方程式及应用； 2.流动阻力的计算； 3.管路计算。
.
2
流体：液体和气体统称为流体。
可压缩性流体— 气体 不可压缩性流体— 液体
在研究流体流动时，通常将流体视为由无数分子集 团所组成的连续介质，每个分子集团称为质点。
大学化学《化工原理-流体流动1》课件
N s m2
T↑ 液体 ↓, 气体 ↑
P↑ 基本不变, 基本不变
40atm以上考虑变化
第一章 第一节
混合粘度
1、不缔合混合液体
log m
xi log i
2、低压下混合气体
m
yi
M 1/ 2
ii
/
yi
M
1/ i
2
( yi摩尔分率，M i分子量)
第一章 第一节
第一章 流体流动
第一节 流体流动中的作用力 第二节 流体静力学方程 第三节 流体流动的基本方程 第四节 流体流动现象 第五节 流体在管内流动阻力 第六节 管路计算 第七节 流量的测定
化工原理
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
绪论
流体流动 流体输送机械 流体流过颗粒和颗粒层的流动 非均相物系的分离 传热 蒸发 总结
第一章 流体流动
第一节 流体流动中的作用力 第二节 流体静力学方程 第三节 流体流动的基本方程 第四节 流体流动现象 第五节 流体在管内流动阻力 第六节 管路计算 第七节 流量的测定
第一节 流体流动中的作用力
化工过程中 的流体流动
管道输送 多相流 单元操作中流动现象
第一章 第一节
一、体积力和密度： = m/V
p
T
液体 基本不变 稍有变化
气体 改变
相关主题
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u12 2
p1
gz2
u22 2
p2
p2
p1
u12
2
u1 2( p2 p1) /
p1 12 p1 p2 u1
驻点
u2 0
一、测 速 管
待测点速度 ur u1
ur 2p / p p1 p2
设U管压差计指示液密度为 A，读数为R p ( A )gR
故
ur
2( A )gR
一、测 速 管
为保证测速管的测量精度引入一校正系数
ur C
2( A )gR
校正 系数
注意
C = 0.98～1.0
v 测速管测定的为点速度。
v 测定平均速度的方法：
Hale Waihona Puke Baidu
umax Remax ub / umax ub
二、孔板流量计
1.孔板流量计的结构 动画：孔板流量计
孔板
缩脉
缩脉处，流速最 大，压力最低。 孔板流量计示意图
环形截面积
四、转子流量计
故 Vs CR AR 2gVf ( f ) / Af m3 / s
AR ～ Vs
用转子所处位 置的高低反映 流体流量大小
CR f (Re)
孔流系数 CR
四、转子流量计
3.转子流量计的校正 转子流量计的刻度与被测流体的密度有关
标定 流体
液体：水 气体：空气
Vs,2 1( f 2 ) Vs,1 2 ( f 1)
下标1－出厂标定流体 下标2－实际测定流体
练习题目
思考题
1.并联管路和分支管路各有哪些特点？ 2.测速管的工作原理如何？ 3.孔板流量计的工作原理如何? 4.文丘里流量计的工作原理如何？ 5.转子流量计的工作原理如何?
作业题: 26、27、29
本章小结
本章重点掌握的内容
v 流体的物理性质 ¯ 流体的密度 ¯ 流体的黏度 ¯ 流体的三种分类方法
流
喉颈
量
处
系
截面
数
积
通常取 C V= 0.98～0.99
四、转子流量计
1.转子流量计的结构 动画：转子流量计
转子流 量计
测速管
变截面 流量计
孔板流 量计
文丘里 流量计
变压力 流量计
1- 锥形玻 璃管
A
2- 转子
3- 刻度
转子流量计示意图
四、转子流量计
2.转子流量计的工作原理
设 转子
体积 V f
密度 f
化工流体流动 学时
一、复杂管路的类型
存在分流与合流的管路— 复杂管路。
复杂管路
并联管路 分支管路
并联管路
分支管路
二、复杂管路的特点
1. 并联管路 根据质量守恒定律，在稳态下：
ws ws,1 ws,2 kg/s
不可 压
缩流
Vs Vs,1 Vs,2 m3/s
体
结论1 主管中的流量等于各支管的流量之和
二、孔板流量计
2.孔板流量计的工作原理
在11 和 0 0截面间列方程
gZ1
u12 2
p1
gZ0
u02 2
p0
Z1 Z0
u02 u12 2( p1 p0) /
校正系数 （能量损失校正）
u02 u12 C1 2( p1 p0) /
二、孔板流量计
孔板厚度
0.05d1
管 径
测压孔孔直径 0.08d1
测压方法—角接取压法
设角接取压方法压差为 pa pb
u02 u12 C1C2 2( pa pb) / 角接取压法
校正系数 （取压法校正）
二、孔板流量计
由连续性方程
Vs A1u1 A0u0
u12
u02 (
A0 A1
)2
由此得
u0
C1C2 2( pa pb ) / 1 ( A0 / A1)2
对于直管 B
gzO
uO2 2
pO
gzB
u
2 B
2
pB
hf ,B
对于直管 C
gzO
uO2 2
pO
gzC
uC2 2
pC
h f ,C
二、复杂管路的特点
比较得
gzB
u
2 B
2
pB
hf ,B
gzC
uC2 2
pC
h f ,C
结论2
对于分支管路，单位质量流体在各支管流动 终了时的总机械能与能量损失之和相等。
二、孔板流量计
令
C0
C1C2 1 ( A0 / A1)2
孔
流 系
u0 C0 2( pa pb) /
数
Vs A0u0 C0 A0 2( pa pb) /
m3 / s
ws A0u0 C0 A0 2( pa pb) kg / s
二、孔板流量计
设U管压差计指示液密度为 A，读数为R
第一章 流体流动
1.4 流体流动的基本方程式 1.5 流体在管内的流动 1.6 管路计算 1.7 流量测量
一、测 速 管
1.测速管的结构
冲压口
测速管—皮托管（Pitot tube）
动画：皮托管
静压口
1- 静压管 2- 冲压管
测速管示意图
一、测 速 管
2.测速管的工作原理
点1与点2 间列方程
gz1
pa pb ( A )gR
Vs C0 A0 2gR( A ) /
m3 / s
ws C0 A0 2gR( A )
kg / s
二、孔板流量计
C0 f (Re, A0 / A1)
Re d1u1
孔板流量计 安装要求：
临界 雷 诺数
C0 常数
上游直管长度 50d1 下游直管长度 10d1 管
结论2
与各支管 的设置无
关
并联管路中单位质量流体流经各支管的阻力相等
二、复杂管路的特点
2. 分支管路 根据质量守恒定律，在稳态下：
ws,A ws,B ws,C kg/s
Vs,A Vs,B Vs,C m3/s
不可
结论1
压 缩流
主管中的流量等于各支管的流量之和 体
二、复杂管路的特点
以分支点 O为上游截面，分 别对直管 B和直管C 列方程
最大截面积 Af
上游截面 11 下游截面 2 2
转子处于平衡时
压力差 p1 p2
压力差 ＝ 重力 － 浮力
四、转子流量计
( p1 p2 ) Af V f f g V f g N
p1
p2
Vf
g( f
Af
)
常数
类似于孔板流量计，可写出
Vs CR AR 2( p1 p2) /
流量系数
二、复杂管路的特点
在A、B两截面间列方程
gzA
u
2 A
2
pA
gzB
u
2 B
2
pB
h f ,AB
对于直管 1
gzA
u
2 A
2
pA
gzB
u
2 B
2
pB
h f ,1
二、复杂管路的特点
对于直管 2
gzA
u
2 A
2
pA
gzB
uB2 2
pB
hf ,2
比较得
h f ,AB h f ,1 h f ,2
径
孔流系数 C0
三、文丘里流量计
1.文丘里（Venturi）流量计的结构
以一段渐缩渐扩的短管代替孔板—文丘里流量计
文丘里流量计 的能量损失小于孔 板流量计。
喉 颈
文丘里流量计示意图
三、文丘里流量计
2.文丘里流量计的工作原理 文丘里流量计的工作原理类似于孔板流量计。
故 Vs CV A0 2gR( A ) / m3 / s