流速测量PPT课件
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流速和流量测量的基本原理及特点
❖ 常见流量计的种类及性能 参见教材第197页表4-1。
❖4.流量计及其主要参数 ❖用于测量流量的计量器具称 为流量计。有一次装置和二次 仪表组成。 ❖流量计的主要技术参数有: ❖流量测量范围上限值: A=a×10n ❖其中 a=1.0,1.25,1.6,2.0,2.5,3.2,4 .0,5.1,(6.0),6.3,8.0 ❖差压测量范围上限值
5
容积式计量表
椭圆齿轮 流量计
腰轮流量 计
活塞式 流量计
括板式流 量计
6
❖ 2.流速法 原理:速度型流量计以流体一元流动
的连续方程为理论依据,即当流通截面 确定时,流体的体积流量与截面上的平 均流速成正比。
形式:差压式、转子式、涡轮式、层 流式,电磁式、声波式
特点:使用性能好,精度高;可用于 高温、高压介质的测量,流动状态、Re 对测量的影响大。
13
皮托管
均速管
14
❖ 测速管的安装
❖ 1.必须保证测量点位于均匀流段,一般要求测 量点上、下游的直管长度最好大于50倍管内径, 至少也应大于8~12倍。
❖ 2.致负偏差。
❖
3.测速管的外 即d0<d/50。
径
d0
不应
超过
管
内
径
d
的1/50,
❖ 测速管对流体的阻力较小,适用于测量大直径
管道中清洁气体的流速,若流体中含有固体杂
质时,易将测压孔堵塞,故不易采用。此外,
测速管的压差读数较小,常常需要放大或配微
压计。
15
4.3节流式流量计
❖ 4.3.1测量原理与流量方程 ❖ 节流式流量计是利用流体流经节流元件产生的压力差
来实现流量测量的。将节流件垂直安装在管道中,以 一定取压方式测取孔板前后两端的压差,并与压差计 相连,即构成节流式流量计。
❖4.流量计及其主要参数 ❖用于测量流量的计量器具称 为流量计。有一次装置和二次 仪表组成。 ❖流量计的主要技术参数有: ❖流量测量范围上限值: A=a×10n ❖其中 a=1.0,1.25,1.6,2.0,2.5,3.2,4 .0,5.1,(6.0),6.3,8.0 ❖差压测量范围上限值
5
容积式计量表
椭圆齿轮 流量计
腰轮流量 计
活塞式 流量计
括板式流 量计
6
❖ 2.流速法 原理:速度型流量计以流体一元流动
的连续方程为理论依据,即当流通截面 确定时,流体的体积流量与截面上的平 均流速成正比。
形式:差压式、转子式、涡轮式、层 流式,电磁式、声波式
特点:使用性能好,精度高;可用于 高温、高压介质的测量,流动状态、Re 对测量的影响大。
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皮托管
均速管
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❖ 测速管的安装
❖ 1.必须保证测量点位于均匀流段,一般要求测 量点上、下游的直管长度最好大于50倍管内径, 至少也应大于8~12倍。
❖ 2.致负偏差。
❖
3.测速管的外 即d0<d/50。
径
d0
不应
超过
管
内
径
d
的1/50,
❖ 测速管对流体的阻力较小,适用于测量大直径
管道中清洁气体的流速,若流体中含有固体杂
质时,易将测压孔堵塞,故不易采用。此外,
测速管的压差读数较小,常常需要放大或配微
压计。
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4.3节流式流量计
❖ 4.3.1测量原理与流量方程 ❖ 节流式流量计是利用流体流经节流元件产生的压力差
来实现流量测量的。将节流件垂直安装在管道中,以 一定取压方式测取孔板前后两端的压差,并与压差计 相连,即构成节流式流量计。
热工测量第5章流速测量
圆柱三孔复合测压管只适于测量平面气流。当气流方向与测压管轴线 垂直的平面不平行时,气流方向和平面的夹角称为俯仰角。当俯仰角不为 零时,它不影响气流在上述平面内方向的测量,但会影响测量气流的总压和 静压大小。例如当俯仰角大于50°时,测得的静压误差将大于1%。
5.2 流动方向的测量
3.两管形方向管 在只需要测量气流方向的场合,可用两根针管制成两管形方向管。其斜 角在45°~60°之间,两管要尽量对称,以斜角向外的较常用。如图5-10a所 示,两方向孔的距离小,测量结果受气流横向速度梯度的影响也小,当刚性较 差时,方向管的使用方法大致与复合管相同。
(2)测压管的校验 被校验的测压管与标准测压管读数进行对比实验, 以标准表读数为真值做被校验仪表的校验曲线。由于风速与被测气流的温 度、湿度及大气压等因素有关,对比实验时,应同时测出这些量作为参考因 素。
5.2 流动方向的测量
速度是矢量,不仅有大小,还有方向。方向测量可以分为平面和三维空 间气流的检测。本节主要介绍平面气流的测量。平面气流的测量包括气流 方向和气流速率的测量。测量气流速率的依据是不可压缩流体对某些规则 形状物体的绕流规律;流动方向是通过测量流速在不同方向的变化得到的, 可以在测压管得到不同方向的压力来反映速度的变化。
5.2 流动方向的测量
为了保证安装测压管的位置及方向,通常都在测压管上焊接一方向块, 焊接时尽量使方向块的平面与总压孔2的轴线相平行,方向块的平面就作为 测压管的原始位置,即几何轴线。
在使用时,几何轴线和气动轴线分别对应于坐标架刻度盘上的一个读数, 几何曲线与气动轴线的夹角称为校正角,如图5-8所示。校正角和校正曲线 一样,是在校正风洞上得到的。由于工艺上的原因,气动轴线、几何轴线及 总压孔2的轴线三者不一定平行。气流方向与气动轴线的夹角称为气流偏 角。气流偏角正负的规定:气流方向在基准方向的左侧,取正号;气流方向在 基准方向的右侧,取负号。α以几何轴线为基准方向,αc以气动轴线为基准方 向。
5.2 流动方向的测量
3.两管形方向管 在只需要测量气流方向的场合,可用两根针管制成两管形方向管。其斜 角在45°~60°之间,两管要尽量对称,以斜角向外的较常用。如图5-10a所 示,两方向孔的距离小,测量结果受气流横向速度梯度的影响也小,当刚性较 差时,方向管的使用方法大致与复合管相同。
(2)测压管的校验 被校验的测压管与标准测压管读数进行对比实验, 以标准表读数为真值做被校验仪表的校验曲线。由于风速与被测气流的温 度、湿度及大气压等因素有关,对比实验时,应同时测出这些量作为参考因 素。
5.2 流动方向的测量
速度是矢量,不仅有大小,还有方向。方向测量可以分为平面和三维空 间气流的检测。本节主要介绍平面气流的测量。平面气流的测量包括气流 方向和气流速率的测量。测量气流速率的依据是不可压缩流体对某些规则 形状物体的绕流规律;流动方向是通过测量流速在不同方向的变化得到的, 可以在测压管得到不同方向的压力来反映速度的变化。
5.2 流动方向的测量
为了保证安装测压管的位置及方向,通常都在测压管上焊接一方向块, 焊接时尽量使方向块的平面与总压孔2的轴线相平行,方向块的平面就作为 测压管的原始位置,即几何轴线。
在使用时,几何轴线和气动轴线分别对应于坐标架刻度盘上的一个读数, 几何曲线与气动轴线的夹角称为校正角,如图5-8所示。校正角和校正曲线 一样,是在校正风洞上得到的。由于工艺上的原因,气动轴线、几何轴线及 总压孔2的轴线三者不一定平行。气流方向与气动轴线的夹角称为气流偏 角。气流偏角正负的规定:气流方向在基准方向的左侧,取正号;气流方向在 基准方向的右侧,取负号。α以几何轴线为基准方向,αc以气动轴线为基准方 向。
化工原理第一章流速和流量的测量
••2020/10/11
•【孔板流量计的两种取压方法】 •(1)角接法(角接取压) 其取压口在孔板前后两 片法兰上,尽量靠近孔板。 •(2)径接法(缩脉取压) 其上游取压口在距离孔 板1倍管径处,下游取压口在距离孔板0.5倍管径处 ,尽量接近缩脉。
••2020/10/11
•3、孔板流量计的流量方程 • 孔板流量计的流量与压差的关系,可由连续性方 程和柏努利方程推导。结果如下:
•3、文氏流量计的优缺点 •【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。
••2020/10/11
•【说明】洗涤液(水)从喉管加入时,气液两相 间相对流速很大,液滴在高速气流下雾化,尘粒 被水湿润。尘粒与液滴或尘粒与尘粒之间发生激 烈碰撞和凝聚。在扩散管中,气流速度减小,压 力回升,以尘粒为凝结核的凝聚作用加快,凝聚 成粒径较大的尘粒,而易于被捕集。
•【原理】由于流量(qv)与环隙面积(AR)有关, 在圆锥形筒与浮子的尺寸固定时,环隙面积AR决定 于浮子在筒内的位置,因此,转子流量一般都以转 子的停留位置来指示流量。 •【读数】转子流量计玻璃管外表面上刻有流量值, 根据转子平衡时其上端平面(最大截面)所处的位 置,即可读取相应的流量。
••2020/10/11
• 外管测压孔测得为静压头:
••2020/10/11
•内外管之压强差为:
•测速管管口处的点速度为:
•——测速管测定管内流体的点速度的 基 本公式
•【结论】可通过测量内、外管的压力差计算管内流 体的点速度。
••2020/10/11
• 若使用U形管压差计,所测流体的密度为ρ,U型管 压差计内充有密度为ρ0 的指示液,读数为R。
流速及流量测量介绍
(2)流体条件及管道要求
1)标准节流装置只适用于圆形截面的管道中单项、 均质流体的流量,流体应充满圆管并连续稳定流 动,流速应小于亚音速,流体在到达节流件前应 是充分发展的紊流。
2)节流件上下游的直管段长度应符合标准的要求。
4.配套仪表
双管差压计、双波 纹管差压计、电容 式差压变送器等。 若直接显示流量, 仪表内需要有开方 器。
测量误差 ≤±(0.5%O.F.S+2.5%O. R)
线性误差 ≤± 0.5%O.F.S(10m/s)
环境温度 0℃…+60℃最高 额定压力 PN 16bar
重复精度 测量值的0.4%
管接头 不锈钢
输出信号 晶体管PNP和NPN集
壳体
PC
电极开路最大100mA 外壳
IP 65(带电缆插头)
频率0…200Hz
v—平均流速 m/s
Q
4
D2
v
E 4 104 B Q kQ
D
变送器结构
外壳、磁轭、励磁 线圈、电极、测量 导管 注意: 1.为了防止磁力线被
测量导管的管壁短路, 导管由非导磁的材料 组成。 2.当采用导电材料作 导管,测量导管与电 极之间需要加内衬。
特点
测量精度高,一般为1.0级;可以测量含 有固体颗粒或纤维或带有腐蚀性的液体; 直管段要求低;被测液体需要导电。
2. 按中间矩形法布置测点。在 每一个圆环内布置测点,测 点所在圆周恰将圆环面积平 分,推荐均布四个。也可按 切比雪夫法布置测点。
3. 平均流速等于各点平均
二.利用节流装置进行流量测量
组成:节流装置、导压管、显示仪表
信号变换
仪表组成
1.节流件的工作原理
(以孔板为例)
皮托管流速测量仪部分 教学ppt.
皮托管探头
静压 多参数箱
动压 外反吹
皮托管流速测量仪
三、设备安装及日常维护
反吹压缩空气源的连接 • • • 反吹压缩空气以Φ10mm的管接入多参数箱底部的球阀。 皮托管反吹压缩气源的要求:必须使用无油、无水压缩空气,压力范围:0.6-0.9Mpa, 流量:100L/min 压缩空气一般由用户提供,引一根直径大于Φ15mm的压缩空气管至平台上,末端变径后 安装Φ15mm手动截至阀门。
流速单元探头的安装
• • 流速探头集成了皮托管压力探头和温度探头。 用4个фห้องสมุดไป่ตู้六角螺母将皮托管安装在法兰盘上(注意管口方向)。
烟道
皮托管流速测量仪
三、设备安装及日常维护
压力取样管和反吹管的安装 • 连接压力取样管(Φ8mm二根)。外反吹管(Φ10mm一根)。 • 皮托管探头上与烟气流向相对的接管接入多参数箱上标有“动压”的接口。 • 皮托管探头上背向烟气流向的接管接入多参数箱上标有“静压”的接口。 • 外反吹管接入批托管探头前端短节上。 • 管路连接应密闭,不得有漏气现象。
序号 1 2 3 4
现象
温度信号跳变过大 温度信号跳变过大 压力不变化
可能原因
传感器铂头接触管壁 温度板故障 压力传感器故障
解决办法
重新用胶布包好 更换温度板 更换压力传感器
压力不变化
皮托管堵塞
疏通管道,检查自动 反吹
皮托管流速测量仪
THANK YOU!
4.分辨率: 5.测量精度 6.零点漂移 9.响应时间 10.状态输出
皮托管流速测量仪
三、设备安装及日常维护
1、安装位置:
流速测量单元最佳安装位置应选择不影响烟尘测量单元工作的位置。因此理想 部位是垂直或水平烟道,上游4倍管道的当量直径,下游2倍的管道当量直径, 且无弯曲或变径。在许多应用中,无法找到满足全部条件的地点,可选择安装 在满足上述大部分要求的位置。总之,应选择在烟道最长、最笔直、垂直性或 水平性最好且不受限制的位置。环境温度或辐射温度不应超过50℃。 流速测量单元应在环保局手工测量孔上游,且距离手工测量孔距离大于300mm
毕托——静压管流速计ppt
时,则由 P0 R0T0 和
可得:
0 P0 T P T0
P RT
取标准大气为已知状态,即取
P0 760 mmHg ,T0 293 K , 0.1219 kg.s 2 / m4
以 h(mmH 2O) 表示差压P0-P,测得:
U
4
m s.mmH 2O1/ 2
5. 湍流的修正
流体的湍流脉动速度直接影响到毕托管测得的总压和 静压,但对这一影响只能定性地予以分析。
可以推导得到,在湍流情况下毕托管测得的压差为:
P
P0
P
1 2
v 2
1 2
(u
2
v
2
w
2
)
Ks (v
2
w
2
)
Ks:系数,其值个人的假设差别较大。
6. 压头损失的修正
即考虑摩擦损失,使毕托管所测得静压减小。
(二)测速原理
P0 U 2 P U 2(P0 P)
2
展开说明,流体介质为水时测速情况。
(三)测量空气流速的计算公式 以空气为例来说明间接测量的办法
据气体状态方程有 P RT
R是气体常数,T=274+t℃是绝对温度K
当气体从某一状态 P0 , 0 ,T0 变化到另一状态P, ,T
2. 流体粘性的影响及修正 小雷诺数时需修正
3. 毕托管管柄堵塞的修正
在管道内使用毕托管,插入管道内的毕托管 管柄使流体通过管道的过流面积减小了。因此引 起的效应是流速增加,静压减小,而总压不变。 这样,毕托管测得的差压就不是管道原来的差压, 因此需要修正。
流速、流量测量
若所作非流线的曲线是封闭的,则由流线所形成 的管状曲面称为流管。
流 管
流 面
充满于流管中的流体称为流束。
若流管的横截面积为无穷小,所得 流束为元流(微元流束)。
由无穷多元流组成的总的流束称为总流,即封闭曲线 取在流场边界上。
过流断面,流量,断面平均流速
与流束中所有流线垂直的横截面称为过流断面 (过水断面)。
恒定流动的连续性方程
2
——流体的质量守恒定律
1
2
以微元流管为控制体:
1
dt时间内,流入控制体的流体质量=流出的流体质量
u1dA1dtρ1 = u2dA2dtρ2
对不可压流ρ1=ρ2= C ,得
u1dA1= u2dA2 —— 恒定不可压元流
或
dQ1= dQ2
连续性方程
对整个总流过流断面积分
并据流量公式
—运动粘度,(m2/S)。
5. 管流类型
(1) 单相流和多相流
管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相 流;两种以上不同相流体同时在管道中流动称为多 相流。
(2) 可压缩和不可压缩流体的流动 流体可分为可压缩流体和不可压缩流体, 所
以流体的流动也可分为可压缩流体流动和不可压 缩流体流动两种。
(3) 稳定流和不稳定流 当流体流动时,若其各处的速度和压力仅和流
的相对变化率: k 1 V V P
k —流体的体积压缩系数,(1/Pa); V —流体的原体积,(m3);
P —流体压力增量,(Pa);
V —流体体积变化量,(m3);
膨胀系数: 在一定的压力下,流体温度变化时其体积的
相对变化率,即 :
1 V
V T
—流体的体积膨胀系数(1/℃);
V —流体的原体积,(m3);
流 管
流 面
充满于流管中的流体称为流束。
若流管的横截面积为无穷小,所得 流束为元流(微元流束)。
由无穷多元流组成的总的流束称为总流,即封闭曲线 取在流场边界上。
过流断面,流量,断面平均流速
与流束中所有流线垂直的横截面称为过流断面 (过水断面)。
恒定流动的连续性方程
2
——流体的质量守恒定律
1
2
以微元流管为控制体:
1
dt时间内,流入控制体的流体质量=流出的流体质量
u1dA1dtρ1 = u2dA2dtρ2
对不可压流ρ1=ρ2= C ,得
u1dA1= u2dA2 —— 恒定不可压元流
或
dQ1= dQ2
连续性方程
对整个总流过流断面积分
并据流量公式
—运动粘度,(m2/S)。
5. 管流类型
(1) 单相流和多相流
管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相 流;两种以上不同相流体同时在管道中流动称为多 相流。
(2) 可压缩和不可压缩流体的流动 流体可分为可压缩流体和不可压缩流体, 所
以流体的流动也可分为可压缩流体流动和不可压 缩流体流动两种。
(3) 稳定流和不稳定流 当流体流动时,若其各处的速度和压力仅和流
的相对变化率: k 1 V V P
k —流体的体积压缩系数,(1/Pa); V —流体的原体积,(m3);
P —流体压力增量,(Pa);
V —流体体积变化量,(m3);
膨胀系数: 在一定的压力下,流体温度变化时其体积的
相对变化率,即 :
1 V
V T
—流体的体积膨胀系数(1/℃);
V —流体的原体积,(m3);
流速测量
可见,无论双光束系统还是参考光速系统和单光 速系统,速度分量和频差之间的表达形式完全相同。 但从上述表达式的推导过程可以看到,双光束系统有 一突出的优点,即多普勒频移与光电检测器的接收 方向无关,这也正是在以上介绍的三种检测方式中 双光束系统得到最广泛应用的原因。 无沦采用哪一种类型的光路,激光多普勒流速仪 都出以下基本部分组成:激光器、光分束器(分光镜)、 光聚焦发射系统(透镜)、光信号收集均检测系统(光 阑和光电检测器)、频率信号处理系统以及散射微粒 等。
第一节 机械法测量流速
机械方法测量流速是根据置于流体中的叶轮 的旋转角速度与流体的流速成正比的原理来进行 流速测量的。 常用的机械式风速仪有翼式与杯式两种,早 期可测量15~20m/s以内的气流速度。现代的翼 式风速仪可测定0.25~30m/s的气流速度,可测量 脉动的气流和速度的最大值,最小值及流速平均 值。
以圆柱形三孔测速探头为例,根据 测量流 推导,当两方向孔在同一平面内 体总压 呈直角分布时,对气流的方向最 为敏感。因此,三孔测速管探头 上的感压孔都布置为:两方向孔 在同一平面内呈90度,总压孔开 设在两方向孔的角平分线上。 实际测量时,将上述测速管探 头插入气流之中,慢慢转动干 管,直到两方向孔所感受的压力 相等。这时,气流方向与总压孔 的轴线平行,总压孔和两方向孔 感受的压力分别为
第七章
流速测量
第一节 机械法测速技术
第二节 皮托管测速技术 第三节 第四节 第五节 热线测速技术 激光多普勒测速技术 粒子图像测速技术
在热能与动力机械工程中,常常需要测量工作 介质在某些特定区域的流速,以研究其流动状态对 工作过程和性能的影响,如研究进、排气管道的流 动特性和燃烧室内的气流运动对燃烧速度和燃烧质 量的影响等。因此,流速测量具有重要的意义。 随着现代技术日新月异的发展,流速的测量方 法和相应的测量仪器也越来越多。在热能与动力机 械中,目前常用的流速测量方法有机械法测速,皮托 管测速,热线流速仪测速和激光多普勒流速仪测速等。 本章将比较简要地介绍这些测量方法的基本原理及 其技术特点。
《化工原理》流速及流量测量
2Rg(0 )
质量流量
qm C0 A0 2Rg(0 )
C0——流量系数(孔流系数) A0——孔面积。
讨论:
(1)特点:
恒截面、变压差——差压式流量计
(2)流量系数C0
对于取压方式(安装位置)、加工状况
(阻力损失相关)均已规定的标准孔板
C0
f (Red ,
A0 ) A1
Re是以管道的内径d计算的雷诺数
p1
u12 2
z1 g
p0
u02 2
z0g
p1
p0
(z0
z1 )g
2
(u02
u12 )
0′ 1′
( p1
p0 )Af
Af (z0
z1 )g
Af
2
(u02
u12 )
Vf g 流体的浮力
动能差
Vf (f
)g
Af
2
(u02
u12 )
由连续性方程
u1
u0
A0 A1
1
u0 1 A0 A1 2
1.7.3 文丘里(Venturi)流量计
属差压式流量计; 能量损失小。
qv CV A0
2Rg(0 )
CV——流量系数(0.98~0.99) A0——喉管处截面积 缺点: • 加工精度高,制造费用高; • 占据管道位置较长。
【例1-15】在图示的管路系统中,有一直径为 Ф38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB,在其 中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量 流量,孔流系数Co为0.63,流体流经孔板的永久 压降为 6×104Pa,AB段摩擦系数λ取为0.022,试 计算:(1)流体流经AB段的压强差;(2)若泵 的轴功率为800W,效率为62%,求AB管段所消
边界层压力计及压差计流速及流量的测量课件
评估水利工程对环境的影响, 为环境保护和治理提供科学依 据。
在环境监测中的应用
测量河流、湖泊、水库等的水质和污 染物排放情况,为环境监测和治理提 供数据支持。
评估环境变化对人类生活的影响,为 环境保护和可持续发展提供科学依据 。
监测气象变化对环境的影响,如风速 、风向等气象参数对污染物扩散的影 响。
涡轮流量计
利用涡轮旋转的原理,通过测量 涡轮旋转的转速和流体密度来计 算流量。
超声波流量计
利用声波在流体中的传播速度与 流体流速有关,通过测量声波在 流体中的传播时间来计算流量。
测量结果的修正与校准
修正参数
根据不同的测量方法和流体特性,可能需要对测量结果进行温度、压力、密度等 参数的修正,以获得更准确的结果。
压差计
由压力感受器、导压管、差压变送器和显示仪表等组成。压力感受器和导压管 负责感知压力变化,差压变送器将压力差转换为电信号,显示仪表则显示测量 结果。
测量精度与误差分析
边界层压力计
在理想情况下,其测量精度较高,误差较小。但在实际应用 中,可能受到流体物性、管道振动、温度等因素的影响,导 致误差增大。因此,需要进行误差分析和校准,以确保测量 精度。
数据一
某河流流速与流量测量数据
数据二
某工业管道气体流速与流量测量 数据
数据三
某污水处理厂入口流速与流量测 量数据
分析三
测量结果在实践中的应用价值探 讨
分析二
测量误差来源分析
分析一
数据准确性评估
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压差计
利用流体在管道中流动时,在不同位 置产生的压力差来测量流速和流量。 通过测量两个位置的压力差,结合管 道截面积,可以计算出流速和流量。
第七章流速测量
气体流动的马赫数>0.3时,还应考虑气体的压缩性效 气体流动的马赫数 时 应
测压差的方法
(1)利用总压管、静压管,分别测量流体 利用总压管、静压管, 的总压和静压,以确定流体速度。 的总压和静压,以确定流体速度。 (2)利用专门设计的复合测压管,同时测 利用专门设计的复合测压管, 量流体的总压和静压(或两者之差), ),以 量流体的总压和静压(或两者之差),以 确定流体速度。 确定流体速度。
标定步骤概括如下: 标定步骤概括如下: 1)按图位置安装好被标定的皮托管,使总压孔轴线对 按图位置安装好被标定的皮托管, 按图位置安装好被标定的皮好测量管路。 2)合理选择标定流速的范围,记录各稳定气流流速下 合理选择标定流速的范围, 合理选择标定流速的范围 校准风洞的标准动压值和被标定皮托管的动压值。 校准风洞的标准动压值和被标定皮托管的动压值。 3)整理记录数据,或拟合成标定方程,或绘制成标定 整理记录数据, 整理记录数据 或拟合成标定方程, 曲线,以备查用。当两者之间呈线性关系时, 曲线,以备查用。当两者之间呈线性关系时,可以直接 求出皮托管的校准系数。 求出皮托管的校准系数。 在没有校准风洞的情况下, 在没有校准风洞的情况下,对用于一般场合测速的皮托 可以采用自制的平直风管进行标定。 管,可以采用自制的平直风管进行标定。这种风管的长 径比要求大于20。为使风压更稳定, 径比要求大于 。为使风压更稳定,可以在风机出口 处加一稳压箱。标定时, 处加一稳压箱。标定时,将标准皮托管和被标定皮托管 分别置于风管的出口处, 分别置于风管的出口处,以标准皮托管感受的动压作为 标准动压,标定步骤同上所述。 标准动压,标定步骤同上所述。
另外,之所以要在 处测量标准动压 处测量标准动压, 另外,之所以要在B处测量标准动压,是因 处截面大, 静压很接近, 为A处截面大,风速低,总、静压很接近, 处截面大 风速低, 动压很小, 处截面缩小, 动压很小,而B处截面缩小,流速增大,动 处截面缩小 流速增大, 压也大, 处的动压通常是 处的16 处的动压通常是A处的 压也大,B处的动压通常是 处的 2倍左 因此,采用B处的动压可以提高标定精 右,因此,采用 处的动压可以提高标定精 度。
流量跟流速PPT课件
hf
u02
2
0.1
总结:变压头流量计的特点是
恒 截 面 , 变 压 头
1
2
0
R
R
-
13
孔板流量计
1 . 6 . 2 变 截 面 流 量 计
-
14
1 . 6 . 2 变 截 面 流 量 计 ― ― ― ― 变 截 面 , 恒 压 头
结构
转 子 流 量 计
测量原理
转子密度须大于 被测流体的密度
微锥形玻璃管,锥
③ 设 计 时 的 流 量 计 所 测 流 量 范 围 ,最 好 落 在 C0为 定 值 的 区 域 ,
常 用 C0为 0.6~0.7
④ 孔板流量计只能用来测平均流速和流量,不能测速度分布;
⑤ 解 题 时 , 先 假 设 C 0 与 R ed 无 关 ( R ed > R ,ec ), 由 A 0/ A 1 查 图 得
测速管管口截面要严格垂直于流动方向。
2 gR
测 气 体 时 , i u
i
u
A•
测速管的优点: 结构简单、阻力小、使用方便, 尤其适用于测量气体管道内的流速。
缺点:
R
不能直接测出平均速度, 且压差计读数小,常须放大才能读得准确。
-
4
2. 孔 板 流 量 计 p 1
结构
p2
两种取压方式:
(1) 角 接 法
取压口在法兰上;
(2) 径 接 法
上游取压口在距孔板 1 1
2
倍管径处,下游取压口
在 距 孔 板 1 /2 倍 管 径
处。
R
-
孔板流量计
5
-
6
测量原理
影 响 两 测 压 点 间 的 压 力 差 的 因 素 : p 1 孔 板 结 构 、 流 速
河流流速流量的测定
整理ppt
3
测速垂线数如何确定
整理ppt
4
垂线水深
方法名称
测速点位置
H<1m
1点法 2点法
0.6h 0.2h, 0.8h
1m<H<3m
3点法
0.2h, 0.6h,0.8h
H>3m
5点法
水面,0.2h, 0.6h,0.8h,水底
一点法:v=v0.6
二点法:v=(v0.2+v0.6)/2
三点法:v=(v0.2+v0.6+v0.8)/3
整理ppt
11
整理ppt
12
实验室实验步骤
❖ 水样处理:过滤法。 量体积 沉淀 过滤 烘干 称重 含沙量计算
整理ppt
13
整理ppt
5
五点法:v=(v0.0+3v0.2+3v0.6+2v0.8+v1.0)/10
断面流速的测定
❖ 流速计算
❖ 岸边流速:
❖ 岸边或死水部分平均流速,等 于自岸边或死水边起第一条测 速垂线的平均流速乘以流速系 数a。A值在缓坡时为0.7,陡 坡时为0.9,死水边时为0.6。
❖ V0=a•V1 ❖ 中间部分流速
整理ppt
9
实验具体操作过程
❖ 1.首先确定断面宽度,以此确定需要布设多 少条测速垂线。
❖ 2.从断面一侧确定起点,量出第一条测速垂 线到起点的距离。做好垂线标记。
❖ 3.确定各条测速垂线的位置,测出各测速垂 线处平均流速。各垂线点水深,点间距的测 定。
❖ 4.画出过水断面图。做好记录表。
❖ 5.计算:两侧岸边死水区流速。各部分断面
面积,各部分断面平均流速。各部分断面流
水文监测仪器(流速流量)PPT演示课件
声学点流速仪——应用声学多普勒原理测量仪器所 在点的水流速度。
电磁点流速仪——应用电磁测速原理测量点流速 电波流速仪——应用电磁波的多普勒测速原理测量
水面点流速 光学流速仪——由望远镜和旋转镜头为主要组成的
测量水面高流速的一种频闪装置。 激光流速仪——应用光学多普勒原理测量点流速
(6) 断面测量动态跟踪示图 2) 缆道测深(入水深)
功能;
计数显示、分辨力:0.01m
化学示踪剂-氯化钠、碘、锂、锰盐 荧光示踪剂-
4
流速面积法测量流量
按测量流速的方法和仪器的不同, 可以分为:
1。测量点流速的流速面积法。 使用各种点流速仪
2。测量剖面流速的流速面积法。 使用剖面流速仪,主要是声学流速仪。
3。测量表面流速的流速面积法。 使用电波流速仪、浮标。
5
测量点流速的流速仪
转子式流速仪——应用最普遍,也是最准确的流速 仪。仪器使用旋桨、旋杯式转子感应流速,测量转 子的转速,计算水流速度。
13
电磁式点流速仪
利用电磁感应原理测量点流速。这类仪器在水 中产生一个人工磁场,水流流过此磁场,相当于 电导体切割磁力线,将在水流两侧产生感应电动 势。测量此电动势后可以计算出水流的平均流速。 特点:
——磁场只产生在仪器附近,测得的流速被 认为是 仪器所在处的点流速。
——仪器没有可动部件,不受水中杂质影响。 ——水的电导会影响测速准确性。
• 环境温度:- 5℃~+60℃
• 探头材料:环氧树脂 • 重 量: 0.5kg
18
流速流量测量设备
水文测船
水文缆道
水文巡测车
水文测桥
涉水测流
电磁点流速仪——应用电磁测速原理测量点流速 电波流速仪——应用电磁波的多普勒测速原理测量
水面点流速 光学流速仪——由望远镜和旋转镜头为主要组成的
测量水面高流速的一种频闪装置。 激光流速仪——应用光学多普勒原理测量点流速
(6) 断面测量动态跟踪示图 2) 缆道测深(入水深)
功能;
计数显示、分辨力:0.01m
化学示踪剂-氯化钠、碘、锂、锰盐 荧光示踪剂-
4
流速面积法测量流量
按测量流速的方法和仪器的不同, 可以分为:
1。测量点流速的流速面积法。 使用各种点流速仪
2。测量剖面流速的流速面积法。 使用剖面流速仪,主要是声学流速仪。
3。测量表面流速的流速面积法。 使用电波流速仪、浮标。
5
测量点流速的流速仪
转子式流速仪——应用最普遍,也是最准确的流速 仪。仪器使用旋桨、旋杯式转子感应流速,测量转 子的转速,计算水流速度。
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电磁式点流速仪
利用电磁感应原理测量点流速。这类仪器在水 中产生一个人工磁场,水流流过此磁场,相当于 电导体切割磁力线,将在水流两侧产生感应电动 势。测量此电动势后可以计算出水流的平均流速。 特点:
——磁场只产生在仪器附近,测得的流速被 认为是 仪器所在处的点流速。
——仪器没有可动部件,不受水中杂质影响。 ——水的电导会影响测速准确性。
• 环境温度:- 5℃~+60℃
• 探头材料:环氧树脂 • 重 量: 0.5kg
18
流速流量测量设备
水文测船
水文缆道
水文巡测车
水文测桥
涉水测流
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State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
热能与动力机械 测试技术
天津大学机械学院 内燃机燃烧学国家重点实验室
.
1
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
第七章 流速测量
本章主要内容
皮托管测速技术
毕托管:可同时测得流体总压和静压之差的复合测压 管,又称为动压管、速度探针。分别采用总压管和静 压管测得流体的总压和静压,然后利用公式计算得到 流体速度。
特点:结构简单,使用制造方便,价格便宜,坚固可 靠,精度高。
毕托管测量的是空间某点处的平均速度,它的头部尺 寸决定了它的空间分辨率。
根据所测量的流体性质,将毕托管设计成不同的形状,
常用的有L形和T形。
.
8
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
(一)基本构造和测速原理
皮托管由两根同心圆管组成,内管前端敞开,管口截面垂直于 流动方向并正对流体流动方向。外管前端封闭,但管侧壁在 距前端一定距离处四周开有一些小孔,流体在小孔旁流过。 内、外管的另一端分别与U型压差计的接口相连,并引至被 测管路的管外。
皮托管测速技术; 热线(热膜)测速技术; 激光多普勒测速技术; 粒子图像测速技术。
学习要求: ☆了解皮托管测速的基本原理和方法,熟练掌握热线流速仪测
速、激光多普勒流速仪测速的基本方法和工作原理。
.
2
流速测量
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
.
6
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
AVM-03风速计
风速计
温度(AVM-03) 温度(AVM-03)
檔位
M/S KNOTS ft/min Km/hr
℃
℉
测量范围
0.3-45.0 0.6-88.0 60-8800 1-140.0
一.机械法测量流速:转杯风速仪
二.动压法:毕托管
三. 散热率法测量流速:热线风速仪,热球 风速仪——可测低速
.
3
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
补充.机械法测量流速
1.种类:杯式、翼式
适用范围: 杯式
翼式
以前:风速范围为15—20m/s以内,只能测量流速的 平均值,不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指示。
2( p0 p) (1 )
式中:ε为气体的压缩性修正系数。见表:
对于可压缩气体,其绝对流速还与温度有关,一般用Ma表 示气体流速:
Ma 2( p0 p) k (1 )
式中:k为气体的等熵压缩(或膨胀)指数,对于空气,k=1.40
.
11
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
0-6 10 0.1 0.1
0.1
误差
± 3% or 0.1 位 ± 3% or 0.1 位 ± 3% or 10 位 ± 3% or 0.1 位
± 0.8
± 1.5
7
第一节
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
.
9
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
皮托管测速的基本原理:
根据不可压缩流体的伯努利方程,流体参数在同一流线上有
着如下关系
p
1 2
2
p0
式中:p0、p分别为流体的总压和静压;ρ为流体密度;v为流 体速度。
可得:
2( p0 p)
锥形探头皮托管:
用普通的皮托管测试时,一般要求 流 动 的 Ma小于临界Ma。对于高 Ma(接近1)下的流动,为了避 免在皮托管的头部附近发生脱 体激波,采用锥形探头皮托管 ,适用于Ma达0.8-0.85范围的流 速测量。
皮托管在使用前必须经过严格标定。
.
12
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
考虑到总压和静压误差,引入皮托管校准系数ζ作适当修正:
2( p0 p)
皮托管的标准系数ζ=1.01-1.02,且在较大的流动马赫数Ma和雷
诺数Re范围内保持定值。
.
10
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
当被测流体为气体,且流动的马赫数Ma>0.3时,应考虑压缩 性效应。
探头的三个感压孔中,居中 的一个为总压孔,两侧的孔 用于探测气流方向,故也称 方向孔。
两个方向孔在同一平面内按 90°夹角布置,总压孔则布 置在两个方向孔的角平分线 上。测速管探头插入气流中, 通过转动干管使得两个方向 孔的压力相等,此时气流方 向与总压孔的轴线平行。
v p2 p1
流速的方向是根据两个方向孔的压力平衡情况来判断的,而流
.
13
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
(二)二维气流速度的测量
对于平面流动,可以采用三孔测速管测量其流速的大小和方向 。三孔测速管主要由三孔感压探头、干管、传压管和分度盘等 组成,其中探头可以做成圆柱形、球形、尖劈形等。
.
14
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
目前:测速范围为0.25—30m/s,并且可测量流速的 瞬时值。可将叶轮的转速转换成电信号。
.
4
2.测量原理
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
空气通过转杯时,推动叶片转动。根据
叶片的角位移推算流过的空气速度。
.
5
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
速的大小根据总压孔压力(p2)与方向孔压力(p1)之间的压
力差进行计算的。
.
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热能与动力机械 测试技术
天津大学机械学院 内燃机燃烧学国家重点实验室
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第七章 流速测量
本章主要内容
皮托管测速技术
毕托管:可同时测得流体总压和静压之差的复合测压 管,又称为动压管、速度探针。分别采用总压管和静 压管测得流体的总压和静压,然后利用公式计算得到 流体速度。
特点:结构简单,使用制造方便,价格便宜,坚固可 靠,精度高。
毕托管测量的是空间某点处的平均速度,它的头部尺 寸决定了它的空间分辨率。
根据所测量的流体性质,将毕托管设计成不同的形状,
常用的有L形和T形。
.
8
State Key Laboratory of Engines, Tianjin University
(一)基本构造和测速原理
皮托管由两根同心圆管组成,内管前端敞开,管口截面垂直于 流动方向并正对流体流动方向。外管前端封闭,但管侧壁在 距前端一定距离处四周开有一些小孔,流体在小孔旁流过。 内、外管的另一端分别与U型压差计的接口相连,并引至被 测管路的管外。
皮托管测速技术; 热线(热膜)测速技术; 激光多普勒测速技术; 粒子图像测速技术。
学习要求: ☆了解皮托管测速的基本原理和方法,熟练掌握热线流速仪测
速、激光多普勒流速仪测速的基本方法和工作原理。
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2
流速测量
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.
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AVM-03风速计
风速计
温度(AVM-03) 温度(AVM-03)
檔位
M/S KNOTS ft/min Km/hr
℃
℉
测量范围
0.3-45.0 0.6-88.0 60-8800 1-140.0
一.机械法测量流速:转杯风速仪
二.动压法:毕托管
三. 散热率法测量流速:热线风速仪,热球 风速仪——可测低速
.
3
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补充.机械法测量流速
1.种类:杯式、翼式
适用范围: 杯式
翼式
以前:风速范围为15—20m/s以内,只能测量流速的 平均值,不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指示。
2( p0 p) (1 )
式中:ε为气体的压缩性修正系数。见表:
对于可压缩气体,其绝对流速还与温度有关,一般用Ma表 示气体流速:
Ma 2( p0 p) k (1 )
式中:k为气体的等熵压缩(或膨胀)指数,对于空气,k=1.40
.
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0-6 10 0.1 0.1
0.1
误差
± 3% or 0.1 位 ± 3% or 0.1 位 ± 3% or 10 位 ± 3% or 0.1 位
± 0.8
± 1.5
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第一节
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皮托管测速的基本原理:
根据不可压缩流体的伯努利方程,流体参数在同一流线上有
着如下关系
p
1 2
2
p0
式中:p0、p分别为流体的总压和静压;ρ为流体密度;v为流 体速度。
可得:
2( p0 p)
锥形探头皮托管:
用普通的皮托管测试时,一般要求 流 动 的 Ma小于临界Ma。对于高 Ma(接近1)下的流动,为了避 免在皮托管的头部附近发生脱 体激波,采用锥形探头皮托管 ,适用于Ma达0.8-0.85范围的流 速测量。
皮托管在使用前必须经过严格标定。
.
12
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考虑到总压和静压误差,引入皮托管校准系数ζ作适当修正:
2( p0 p)
皮托管的标准系数ζ=1.01-1.02,且在较大的流动马赫数Ma和雷
诺数Re范围内保持定值。
.
10
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当被测流体为气体,且流动的马赫数Ma>0.3时,应考虑压缩 性效应。
探头的三个感压孔中,居中 的一个为总压孔,两侧的孔 用于探测气流方向,故也称 方向孔。
两个方向孔在同一平面内按 90°夹角布置,总压孔则布 置在两个方向孔的角平分线 上。测速管探头插入气流中, 通过转动干管使得两个方向 孔的压力相等,此时气流方 向与总压孔的轴线平行。
v p2 p1
流速的方向是根据两个方向孔的压力平衡情况来判断的,而流
.
13
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(二)二维气流速度的测量
对于平面流动,可以采用三孔测速管测量其流速的大小和方向 。三孔测速管主要由三孔感压探头、干管、传压管和分度盘等 组成,其中探头可以做成圆柱形、球形、尖劈形等。
.
14
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目前:测速范围为0.25—30m/s,并且可测量流速的 瞬时值。可将叶轮的转速转换成电信号。
.
4
2.测量原理
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空气通过转杯时,推动叶片转动。根据
叶片的角位移推算流过的空气速度。
.
5
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速的大小根据总压孔压力(p2)与方向孔压力(p1)之间的压
力差进行计算的。
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