流体力学中的流体流量测量

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第四章流量测量

仪表常数ζ的意义为单位体积流量输出的脉冲数。从理论上说，在一定条件（流体性质、状态、变送器结构、流量一定）下，ζ是一个常数。当上述条件变化时， ζ值也随之变化。这是因为上述条件都将能影响到式中的参数C。在前述qV ～n关系推导的前提条件中，流体的粘滞阻力将会影响流通截面A0上的流速分布，这种影响也表现为C的变化。从理论上研究各种因素对C的影响较为复杂，对于涡轮流量计，反映C值变化的是仪表常数ζ，它是根据实际情况标定的，而且在使用的范围内按实际标定出的ζ值是常值。下图是仪表常数ζ随Re变化的特性曲线。
二、金属管转子流量计金属管转子流量计的锥形管是用金属材料制成的，对于流量的检测原理与玻璃管转子流量计是相同的。很显然，测量时不能直接从锥形管内直接测出浮子的位臵，因此都是把浮子的位移再进行传递变换。传递变换后的位移信号可以直接用于就地指示，也可以将该位移进一步进行电气信号的转换。金属管转子流量计有就地指示型和电气信号远传型，由于浮子的位移必须经过传递机构进行转换，所以浮子的位移与流量一般是非线性关系，这主要是位移传递机构所致。
第二节涡轮流量计
一、涡轮流量计的组成及测量原理涡轮流量计由两部分组成：变送器和指示积算器。变送器完成将被测流量转换成一定频率的脉冲信号输出，指示积算器接受变送器输出的脉冲信号，将其转换、放大、运算、逻辑计数，显示瞬时流量和累积总量。涡轮流量计实质上为一零功率输出的涡轮机，其变送器主要由涡轮、导流器、磁电转换器组成，结构如图4-2所示。壳体和导流器由不导磁材料制成。导流器的作用是支承叶轮并导直流体的流动，以减少流体自旋及涡漩的干扰。
考虑到锥度很小的锥形管中通流面积A0与浮子在管中的高度H近似成正比，即 A0 ≈CH 式中 C——与圆锥管锥度有关的比例系数。因此可得体积流量与浮子高度的关系式：

流体力学(4)

·
· · ·
·
表：矩形管道截面沿边长均匀分布的测点数量：管道断面的边长/mm 测点排数 ≤500 3 501~ 1000 1501 2100 1000 ~1500 ~2000 ~2500 4 5 6 7 ＞2500 8
7
a
A
◆用毕托管测速应注意的问题： ⑴ 毕托管的方向要准确； ⑵ 选择测点时要尽可能避免靠近拐弯、截面改变和有阀件的地方，在测点上游直管的长度应大于 7.5 d ，下游直管长度应大于 3 d（d 为管道直径）。 ⑶ 一般要求测速管的直径不能大于管道直径的1/50。
10
2 ( p1 p2 ) 2p ∴ v2 2 [1 ( A2 A1 ) ] [1 ( A2 A1 )2 ]
d
考虑下列情况，对上式进行修正，引入引入校正系数C： ① 实测 p≠p1－p2 （实际中采用角接取压） ② 有永久压强降存在 ③ 用A0代替A2，以v0代替v2，令 m＝A0 /A1 A0 —孔板孔口面积，v0 —孔板孔口处流体的流速。
F qv (v 2 v1 )
上式的物理意义是：作用在所研究的流体上外力总和等于单位时间内流出与流入的动量之差。
25
※为了便于计算，通常将动量方程写成空间坐标的投影式，即：
∑Fx＝ qv (v2x－v1x ) ∑Fy＝ qv (v2y－v1y ) ∑Fz＝ qv (v2z－v1z )
(f－液) 水 (f－水) 液 (f－气) 空气 (f－空气) 气
∵f >>气， f >>空气，∴上式可简化为：
空气气
23
◆安装要求： ⑴ 在管道中严格保持垂直。 ⑵ 要求在流量计上游应至少有 5D 长的直管（D为仪表的公称直径）。

流体力学实验装置的流体参数测量技术

流体力学实验装置的流体参数测量技术流体力学是研究流动物质力学性质和规律的学科，涉及领域广泛，包括气体、液体等多种介质的研究。

在流体力学实验中，准确测量流体参数是非常重要的，如流速、压力、密度、流量等。

本文将重点介绍流体力学实验装置中常用的流体参数测量技术。

流速测量技术实验室常用的流速测量技术有热膜法、热线法、红外法和激光多普勒测速法等。

其中，热膜法是一种简单有效的方法。

通过在管道内安装薄膜传感器，利用电热效应产生的温度变化来测量流体速度。

热线法则是利用导电材料丝在流体中受热后的电阻变化来测量流速。

红外法是通过感应被测流体中红外辐射的强度来判断流速。

而激光多普勒测速法则是通过激光束对流体中颗粒反射回来的光频率变化来计算流速。

这些方法在实验装置中广泛应用，可以满足不同流速范围的测量需求。

压力测量技术在流体力学实验中，压力是一个非常重要的参数。

常用的压力测量技术包括毛细管压力计、压电传感器、晶体管传感器和压力传感器等。

毛细管压力计是一种简单且精确的压力测量方法，通过测量管道中液体的压力差来计算流速。

压电传感器则是利用压电效应将压力转化为电信号进行测量。

晶体管传感器也是一种常用的压力测量设备，通过晶体管的变化来判断压力值。

而压力传感器则是一种高精度的压力测量装置，可以满足各种实验装置对于精准压力测量的需求。

密度测量技术密度是流体的重要参数之一，对流体的性质和流动规律有着重要影响。

在流体力学实验中，准确测量密度是非常关键的。

常用的密度测量技术有悬浮小球法、浮标法、声速法和测量涡旋频率等。

悬浮小球法是通过将小球悬浮在流体中并测量其浮力来计算密度。

浮标法则是通过在流体中浮放不同密度的浮标，通过其浸没深度来计算密度。

声速法则是通过测量声波在流体中的传播速度来计算密度。

而测量涡旋频率则是利用涡旋在流体中传播的规律来间接计算密度。

这些方法在实验装置中广泛应用，为密度测量提供了多种选择。

流量测量技术流量是指单位时间内流体通过管道或通道的体积或质量。

工程流体力学中的流体力学性能测试

工程流体力学中的流体力学性能测试工程流体力学中的流体力学性能测试是指对流体在工程应用中的性能进行测量和评估的一种方法。

通过对流体的流动、压力、速度、粘度等参数进行测量和分析，可以得到流体在不同工况下的性能指标，为工程设计和优化提供依据。

1. 流量测试：流量是流体在单位时间内通过某个截面的体积或质量，是流体性能测试中最常用的参数之一。

流量测试可以通过不同的方法进行，包括体积法、质量法和速度法等。

其中，体积法是通过测量流体通过管道或其他装置的体积来确定流量；质量法是通过测量流体通过装置前后的质量差来确定流量；速度法是通过测量流体通过截面的平均流速和截面积来确定流量。

2. 压力测试：压力是流体对单位面积的作用力。

在工程流体力学中，压力的测量对于流体的性能评估非常重要。

常见的压力测试方法包括压力传感器测量法和管道法。

压力传感器测量法是利用压力传感器将压力转化为电信号进行测量；管道法是通过在管道中安装压力计来测量流体的压力。

3. 速度测试：速度是流体的运动速率，对流体流动性能的测试也是工程流体力学中的重要任务。

速度测试可以通过不同的方法进行，包括流速计测量法、激光测速法和超声波测速法等。

其中，流速计测量法是通过测量流体通过截面的平均流速来确定速度；激光测速法是利用激光光束与流体相互作用来测量流体速度；超声波测速法是利用超声波在流体中传播的速度来测量流体速度。

4. 粘度测试：粘度是流体的阻力大小，用于描述流体的黏稠性。

粘度测试可以通过旋转式粘度计、滚动式粘度计和振荡式粘度计等方法进行。

旋转式粘度计是通过测量在某个转动条件下流体所产生的阻力来确定粘度；滚动式粘度计是利用流体在滚动条件下的滚动阻力来测量粘度；振荡式粘度计是利用流体在振荡条件下的阻尼特性来测量粘度。

5. 温度测试：流体的温度对流体性能有较大影响，因此在工程流体力学中对流体的温度进行测试也是必要的。

温度测试可以通过温度计、红外测温仪和热电偶等方法进行。

流体力学中的流体流量与流速计算

流体力学中的流体流量与流速计算流体力学是研究流体在运动过程中的性质和行为的学科。

其中，流体流量和流速是流体力学中的重要概念，用于描述流体运动的特征和量度。

本文将介绍流体流量与流速的概念及计算方法。

一、流体流量的概念及计算方法流体流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积。

按照定义，流体流量的计算公式为：Q = A * v其中，Q表示流体流量，A表示截面面积，v表示流速。

二、流速的概念及计算方法流速是指单位时间内流体通过一个截面的体积。

流速的计算公式可以根据具体情况而定，以下是常见的几种计算方法：1. 定常流的流速计算在定常流动情况下，流体的质量流率和体积流率保持不变。

流速的计算公式为：v = Q / A其中，v表示流速，Q表示流体流量，A表示截面面积。

2. 非定常流的流速计算在非定常流动情况下，流体的流速可能随时间和空间的变化而变化。

针对不同的情况，可以采用不同的方法计算流速，如通过流速图、针对特定位置的流速计算等。

三、流体流量与流速的应用流体流量和流速是流体力学中的基本概念，广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 水泵和液压系统的设计在水泵和液压系统的设计中，流体流量和流速是重要的设计参数。

通过合理计算流体流量和流速，可以确定水泵和液压系统的工作参数，确保其正常运行。

2. 水流和气流的测量与控制在环境监测、水利工程、能源利用等领域，对水流和气流的测量与控制是常见需求。

通过准确计算流体流量和流速，可以帮助实现对水流和气流的精确测量和控制。

3. 管道流量的计算与优化对于管道流动问题，合理计算流体流量和流速有助于分析和优化管道系统的性能。

通过调整管道直径、流速等参数，可以实现管道系统的节能、减压等目标。

四、总结流体流量和流速是流体力学中的重要概念，用于描述流体运动的特征和量度。

在实际应用中，合理计算流体流量和流速，可以帮助我们设计、控制和优化各类流体系统。

因此，对于流体力学中的流体流量与流速的计算方法和应用有深入的了解，对于工程实践具有重要意义。

流速流量计算

流速流量计算在流体力学中，流速是指流体在单位时间内通过其中一表面的流量，而流量则是指单位时间内通过其中一区域的流体体积。

流速和流量之间的关系可通过以下公式来计算：流量=流速×面积其中，流速通常以米/秒（m/s）为单位，而流量通常以立方米/秒（m³/s）为单位。

在一些情况下，流速也可以以升/秒（L/s）为单位，流量以升/秒（L/s）或升/分钟（L/min）为单位。

在实际应用中，有多种方法可以测量流速和流量，下面将介绍几种常用的方法。

1.测量液体流速和流量：-利用流量计：通过安装在管道上的流量计来测量液体的流速和流量。

常见的流量计包括涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等。

-利用压力差：利用管道中的压力差来计算流速和流量。

通过在管道中安装压力传感器，可以测量管道上下游的压力差，并通过公式进行计算。

这种方法适用于非粘性流体。

-利用浮子式流量计：使用浮子式流量计可以直接读取液体流速和流量。

浮子随着液体流动而上升或下降，通过读取浮子的位置来测量流速和流量。

2.测量气体流速和流量：-利用流量计：类似于液体流量计，在气体管道中安装流量计来测量气体的流速和流量。

常见的气体流量计有翼轮流量计、多孔板流量计等。

-利用差压计：利用差压计原理来测量气体的流速和流量。

通过在管道中安装差压传感器，测量管道上下游的压力差，并通过公式进行计算。

这种方法适用于非粘性气体。

-利用速度头或风速传感器：在气体流道中安装速度头或风速传感器，通过测量气体的速度来计算流速和流量。

在实际应用中，还需考虑到流体的密度、温度和压力等因素对流速和流量的影响，需要进行相应的修正计算。

一般来说，流速和流量的测量精度会受到各种因素的影响，因此在测量过程中需要注意选择合适的方法和仪器，并进行必要的修正和校准。

总结：流速和流量的计算可以通过流量计、差压计、浮子式流量计、速度头等方法来实现。

在实际应用中，需要考虑到流体的特性和测量精度等因素，并进行相应的修正和校准。

第六章流量测量(新)

第六章流量检测及仪表
第一节流量测量的基本知识
一、流体的流量流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截面流体的量，也称为瞬时流量。在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量，也称作积分流量或累积流量。总量除以得到总量的时间就称为该段时间内的平均流量。流体流量的表示：一般可分为质量流量 qm 和体积流量 qV。两者之间满足以下关系：
式中
n——椭圆齿轮的旋转次数；V0——半月形测量室的容积； R——容积室的半径； a，b——椭圆齿轮的长半轴和短半轴；δ——椭圆齿轮的厚度。
椭圆齿轮流量计的工作原理
腰轮流量计
二、容积式流量计的特点
1．测量准确度高，一般可达±(0.1～0.5)％，是所有流量仪表中测量精度最高的一类仪表。 2．安装管道条件对流量计计量精度没有影响，流量计前不需要直管段，这使得容积式流量计在现场使用有极重要的意义。 3．测量范围较宽，典型的流量量程比可为5:1到10:1，特殊的可达30:1。 4. 机械结构较复杂，体积庞大笨重，一般只适用于中小口径仪表。 5. 大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有气体的液体时必须安装气体分离器。
l m 1 1.25 D
所以，体积流量与频率f之间的关系为：
d d qv D (1 1.25 ) f 4 D St
2

二、涡街流量计的结构
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。传感器包括旋涡发生体、检测元件、安装架和法兰等。转换器包括前臵放大器、滤波整形电路、接线端子、支架和防护罩等。智能式仪表还将CPU、存储单元、显示单元、通讯单元及其他功能模块也装在转换器内，形成智能型和组合型涡街流量。旋涡发生体是涡街流量计的关键部件，一般采用 1Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢。旋涡发生体的几何参数大多通过实验确定。旋涡发生体的形状按柱形分，它有圆柱、三角柱、梯形柱、T形柱等；按结构分，它有单体、双体和多体之分。

流体力学中的流体流动实验

流体力学中的流体流动实验流体力学是研究流体力学基本规律和流动现象的一门学科，而流体流动实验则是流体力学研究的重要手段之一。

通过实验，可以观察和记录流体在不同条件下的流动行为，验证流动方程和理论模型的可靠性，从而深入理解流体的运动规律。

本文将介绍流体力学中的流体流动实验的基本原理、实验装置以及实验方法。

一、流体流动实验的基本原理在流体力学中，流体流动实验的基本原理是根据质量守恒定律和动量守恒定律进行实验设计和数据分析。

根据质量守恒定律，流经给定截面的质量流率与入口和出口流速之积相等。

动量守恒定律则建立了流体运动方程，描述了流体在不同流动条件下的运动状态。

二、流体流动实验的实验装置为了研究流体力学中的各种流动现象，需要准备相应的实验装置。

常见的流体流动实验装置包括流体管道、流动模型、雷诺管道等。

流体管道是最常见的流体流动实验装置之一，其基本结构包括进口、出口和流体流通的管道。

通过改变流体的进口条件、管道的形状和尺寸等，可以研究流体在不同流动条件下的流动特性。

流动模型是模拟真实流动情况的物理模型，常用于研究复杂的流动现象和流体力学中的问题。

流动模型可以通过缩小尺寸或者使用可替代材料来简化实验过程，从而提高实验的可行性和可观察性。

雷诺管道是一种用于测量流体流速和观察流动形态的实验装置。

雷诺管道一般由一段直管和一个扩张段构成，通过在流体流动过程中增加扩张段，可以减小流速并形成湍流，方便观察和研究流体的流动特性。

三、流体流动实验的实验方法1. 流量测量方法：流量是流体流动实验中最基本的参数之一。

常用的流量测量方法有容积法、质量法、速度法等。

容积法通过测量流体通过给定截面的体积来计算流量；质量法通过测量单位时间内流体通过给定截面的质量来计算流量；速度法通过测量流体流速和截面积来计算流量。

2. 流速测量方法：流速是流体流动实验中另一个重要的参数。

常用的流速测量方法有直接法、间接法和动态法等。

直接法通过直接测量流体流速来得到流速值；间接法通过测量与流速相关的物理量，如压力和涡旋等来计算流速；动态法是一种通过观察流体流动状态的方法来判断流速的快慢。

流体力学的实验研究方法

流体力学的实验研究方法流体力学是研究液体和气体运动规律的学科，是物理学的一个重要分支。

在流体力学的研究中，实验方法是非常重要的手段之一。

本文将介绍几种常用的流体力学实验研究方法。

一、定量实验方法定量实验方法是通过对流体中各种参数的测量来获取数据，并进行定量分析。

最常用的定量实验方法包括流速测量、压力测量、流量测量等。

1. 流速测量流速是流体运动中的一个重要参数，在流体力学研究中具有重要意义。

常见的流速测量方法有浮标法、旋转测速法、超声波测速法等。

浮标法是通过在流体中放置一个浮标，并测量浮标的位移来确定流速。

旋转测速法则是利用测速仪表中的叶片旋转频率与流速成正比的原理进行测量。

超声波测速法则是通过发送超声波并测量其回波时间来计算流速。

2. 压力测量压力是流体力学研究中另一个重要的参数。

常用的压力测量方法有水柱法、压力传感器法、毛细管法等。

水柱法是利用流体的压力传递性质，通过测量流体压力对应的水柱高度来计算压力值。

压力传感器法则是利用压力传感器测量流体压力，通过变换电信号获得压力值。

毛细管法则是利用毛细管压力差与流动速度之间的关系来计算压力值。

3. 流量测量流量是流体力学研究中对流体运动强度的衡量。

常见的流量测量方法有流量计法、测地阀法、热敏电阻法等。

流量计法是通过使用流量计器来测量流体通过的体积或质量，从而得到流量值。

测地阀法则是利用流体通过定型孔等装置时的流动特性来计算流量。

热敏电阻法则是利用流体的传导特性，通过测量电阻值来计算流量值。

二、定性实验方法定性实验方法是通过观察流体现象的形态和规律来进行研究。

定性实验方法主要包括流动可视化、颗粒示踪、涡旋检测等。

1. 流动可视化流动可视化是将流体运动过程通过染色或其他方式使其可见，并观察流体现象。

常用的流动可视化方法有染色法、粒子轨迹法等。

染色法是通过向流体中加入染料，使染料在流动中呈现特殊颜色或变化，从而观察流体的运动情况。

粒子轨迹法则是通过在流体中加入颗粒物，在流动中观察颗粒物的轨迹，从而推测流体的流动方式。

流量测量方法有哪些

流量测量方法有哪些流量测量方法是指通过一定的手段和设备对液体、气体或其他介质的流动进行测量的方法。

不同的流体具有不同的性质和流动方式，所以需要采用不同的方法来进行测量。

下面将介绍一些常见的流量测量方法。

一、差压法差压法是最常用的流量测量方法之一，它通过测量流体通过管道时产生的压差来计算流量。

常用的差压流量计有孔板流量计、叶片流量计、喂板流量计等。

这些流量计通过在管道中设置特定形状的装置，使流体通过时产生一定的压降，从而可以计算出流量。

二、旋涡法旋涡法是一种基于旋涡频率与流体流速成正比关系的流量测量方法。

它通过在流体中放置一个特殊形状的体积体，当流体通过时会在体积体后面形成一个旋涡，旋涡的频率与流体速度成正比。

常见的旋涡流量计有旋片流量计和涡街流量计。

三、电磁感应法电磁感应法是一种利用涡流效应测量电导率介质中流体流量的方法。

它通过在管道外围绕一线圈产生一个强磁场，当流体通过时，会产生涡流，涡流的变化会引起感应线圈中的电压或电流发生变化，从而测量流量。

四、超声波法超声波法是利用超声波在流体中传播速度与流速成正比的原理进行流量测量的方法。

它通常使用超声波传感器对流体中的超声波进行发射和接收，根据超声波传播的时间差来计算流速和流量。

五、质量法质量法是一种直接测量流体质量流量的方法。

常见的质量流量计有热式质量流量计和冷式质量流量计。

热式质量流量计利用加热电极和测温电极之间的温差来测量质量流量；冷式质量流量计则通过测量流体中液体蒸发所吸收的能量来计算质量流量。

六、容积法容积法是一种通过测量流体占据的容积来计算流量的方法。

常见的容积流量计有活塞流量计、涡轮流量计以及齿轮流量计等。

这些流量计通过测量流体通过时装置内的容积变化来计算流量。

七、气体法气体法是一种通过测量由流体流动产生的声音或气体流动产生的压力差来计算流量的方法。

常见的气体流量计有气体钟、气体质量流量计等。

这些流量计通过测量流体的声音频率或压力差来计算流量。

流体力学中的流量和流速

流体力学中的流量和流速一、引言在流体力学中，流量和流速是两个重要的物理量，它们在诸多领域中具有广泛的应用。

本文将对流量和流速进行详细的介绍和讨论。

二、流量流量是指单位时间内通过某一横截面的液体或气体的体积，通常用符号Q表示，单位为体积/时间。

流量的计算公式为：Q = A * V其中，A表示横截面的面积，V表示液体或气体的平均流速。

三、流速流速是指流体通过某一特定点的速度，通常用符号v表示，单位为长度/时间。

流速的大小受到流体的粘性、密度以及流道形状等因素的影响。

四、流量与流速的关系流量与流速之间存在着密切的关系。

从定义可以看出，流量等于流速乘以横截面积，即Q = A * v。

因此，当流速增大时，流量也会相应增大；反之，当流速减小时，流量会减小。

这是因为当流体通过横截面的速度增加时，单位时间内通过的液体或气体体积也会相应增加。

五、流量计算实例1. 管道流量计算假设一根圆形截面的管道，半径为r，流速为v。

则该管道的流量可以通过以下公式计算：Q = π * r^2 * v2. 水槽流量计算假设一个矩形水槽，长为L，宽为W，深度为H，水的平均流速为v。

则该水槽的流量可以通过以下公式计算：Q = L * W * H * v六、流量和流速在实际应用中的意义流量和流速是许多领域中重要的物理量，它们在实际应用中具有广泛的意义。

以下是一些具体的例子：1. 水流量的测量在工业生产和工程设计中，常常需要准确测量流体的流量。

例如，在给水管道中，通过测量水的流量可以了解供水情况，控制水压，确保供水稳定可靠。

2. 空气流速的测量在空调、通风系统以及风力发电等领域，测量空气流速可以评估系统的运行效果、控制风量以及设计合理的空气动力学参数。

3. 汽车行驶速度的计算流量和流速概念也可以应用于汽车行驶速度的计算中。

通过测量通过某一道路断面的车辆数量和平均速度，可以得到该道路的交通流量，从而评估交通拥堵程度及交通规划的需求。

七、结论流体力学中的流量和流速是重要的物理量，它们在许多领域中具有广泛的应用。

流体力学实验_第四章流速与流量测量 [兼容模式]

流体粘性的影响：需满足Re>200，在小雷诺数时，毕托管的标定系数将随雷诺数的变化而变化
管柄堵塞的影响：毕托管管柄堵塞使流体过流面积减小，流速增加，静压减小，总压不变。毕托管管柄直径≤1/50管道直径且插入深度≤管道半径时可忽略
横向流速梯度的影响：毕托管头部与流体之间的相互作用引起邻近流线的微小位移，使较高流速区的流线移至总压孔处，总压增大。通过测压位置修正。
考虑温度效应，可采用
E 2 (Tw Te )( A BU n )
n
分段拟合多项式，即 E 2 ( Ai BiU CiU 2 DiU 3 ) 1 40
将热线风速仪的输出电压E和已知流动速度U直接联系在一起，对每一个流速U，对应一个电压E值做出E-U曲线，也
就是校准曲线。
(1) 校准的原因
热线热膜探针的性能是随制造工艺、探针尺寸和金属丝、膜的材料而异的，即使是相同的材料、制造工艺、尺寸，其性能也不可能完全一样；
探针的性能和流体的温度、密度以及测量时的气压有关；探针的性能也和实验室环境条件、污染情况有关；探针使用后会发生老化；探针的性能和流速范围有关；探针在测量中是和仪器结合在一起使用的，真正的相应
对于给定的热线，e , R0 , A, B都为常数，因此 Iw, Rw,U 之间
存在确定的函数关系。
恒流静态方程
当工作电流 Iw＝常数时，Rw和U之间具有如下关系：
Rw

R0 ( A B Iw2e R0 ( A
U B
) U
)
恒流式热线风速仪
27
恒温静态方程
当工作电阻 Rw ＝常数时，Iw 和U之间具有如下关系：
Rw

工程流体力学中的流量分析与计算

工程流体力学中的流量分析与计算工程流体力学是应用力学原理和流体力学理论研究各种工程问题的一门学科。

流量分析与计算是工程流体力学中的重要内容之一，它是研究流体在管道、河流、水利工程等流动过程中的流量变化规律与计算方法。

在工程流体力学中，流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积。

根据流量分析与计算的要求，我们需要了解以下几个方面的内容：1. 流量的计算公式：在工程流体力学中，可以根据不同的条件和假设推导出流量的计算公式。

例如，对于定常、稳定的流体流动，可以使用流量公式Q=Av，其中Q表示流量，A表示截面积，v表示流速。

对于非定常流动或复杂的工程问题，可能需要采用更为复杂的计算方法。

2. 流量的测量方法：对于工程实际应用中的流量测量，通常会采用流量仪表进行测量。

常见的流量仪表有流量计、流量传感器等。

根据具体需求和实际情况，选择合适的流量仪表进行测量，并且校准仪表以确保测量结果的准确性。

3. 流量分析：在工程实践中，常常需要对流体的流动进行分析，例如管道系统的设计、水泵的选型等。

流量分析主要包括对流体流动特性、流速分布、流道阻力等方面的研究，以便对工程问题进行定量分析和优化设计。

4. 流量计算的应用：流量计算在各种工程领域有着广泛的应用。

例如，在供水工程中，需要计算水的流量来确定供水量；在管道输油工程中，需要计算油管中的流量来确保输送效率；在河流治理中，需要计算河水的流量来评估洪水风险等。

通过流量计算，可以为工程设计和管理提供科学依据。

5. 数值模拟方法：随着计算机技术的发展，数值模拟成为流量分析与计算的重要手段之一。

通过建立计算流体力学（CFD）模型，可以对复杂的流动问题进行模拟和计算，以获得流量以及其他流动参数的精确预测。

数值模拟方法在工程流体力学中具有重要的应用价值。

在进行流量分析与计算时，需要注意以下几个关键点：1. 边界条件的合理设定：在进行流量计算时，必须合理设定流体流动的边界条件，如入口和出口的流速、压力等，以及管道、河流的几何特征。

流量计测量原理

流量计测量原理简介流量计是一种用于测量液体、气体或蒸汽等流体流量的仪器。

它广泛应用于工业生产、环境保护、能源行业以及水处理等领域。

在本篇文章中，我们将介绍与流量计测量原理相关的基本原理，包括流体力学原理、物理原理以及电磁感应原理。

一、流体力学原理流体力学原理是流量计测量中的基础，它主要依据控制体内流体质量守恒和动量守恒的原理进行测量。

1.1 流体质量守恒原理根据流体质量守恒原理，流过任意截面的质量流量相等。

流量计利用这一原理来测量流体的流量。

例如，我们可以使用差压流量计来测量液体或气体的流量。

差压流量计包括一个管子，管子中截面变化，形成一个小孔。

当流体通过该小孔时，速度将增加，从而出现一个压力降。

差压流量计通过测量这个压力降来计算流体的流量。

根据质量守恒原理，流体通过小孔的质量流量与流体通过前后截面的质量流量相等，根据已知的截面积和密度，可以计算流体的流量。

1.2 动量守恒原理根据动量守恒原理，单位时间内流过控制体的动量变化等于流入和流出的动量之差。

流量计利用这一原理来测量流体的流速。

例如，我们可以使用涡轮流量计来测量液体的流速。

涡轮流量计包括一个转子和一个磁铁。

当液体通过涡轮流量计时，转子受到流体的冲击而开始旋转。

通过测量旋转速度，可以计算出液体的流速。

根据动量守恒原理，流体动量的变化等于流入和流出涡轮的动量之差，根据已知的转子质量和动量，可以计算出液体的流速。

二、物理原理流量计中还应用了一些物理原理来进行测量，包括热物理原理和旋转物理原理。

2.1 热物理原理根据热物理原理，流体的流量与其传热量之间存在一定的关系。

流量计利用这一原理来测量流体的流量。

例如，我们可以使用热式流量计来测量气体的流量。

热式流量计包括一个加热元件和一个测温元件。

当气体通过热式流量计时，加热元件加热气体，测温元件测量气体的温度。

根据已知的加热功率和气体的热导率，可以计算出气体的流量。

2.2 旋转物理原理根据旋转物理原理，流体的流量与旋转物体的角速度之间存在一定的关系。

流量流速的测定及常见流体测速仪

流量流速的测定及常见流体测速仪如何测定流体的流速和流量关于流体力学来讲是一门超级重要的研究，现在，有关流体的测量与咱们的生活息息相关。

由于实际流动超级复杂，实验研究和流体测量仍然是查验理论分析和数值计算结果最终的具有说服力的方式。

那么该如假设测定流量及流速呢？关于流体流量的测定，有以下几种常见的仪器。

1.文丘里管流量计文丘里管由渐缩管、中间的喉部断面和渐扩管组成，渐缩管内速度增加，压力下降，渐扩管内动能又转变成压力能，速度减小，压力增加。

因为压力与流速有关，因此能够用来测流量。

如图7.7所示，以管道轴线为基准面，1和2两断面间伯尽力方程为 g vp z g v p z 2222222111++=++γγ 代入持续性方程，得：2121v A A v =喉部理想流速为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=γγ22112122()(2)(11p z p z g A A v文丘里管能够精准测量管道内流体流量，除安装费用外，文丘里管唯一的不足是在管路中增加一个摩擦损失。

事实上，所有损失都发生在渐扩管中，即图中2和3断面间，一样为静压差的10%到20%。

为了测量精准，在文丘里管前面应该至少有管道直径的5～10倍的直管段。

所需要的直管段长度取决于入口断面的条件。

随管径比率增加，入口断面处流动阻碍增大。

压力差测量应该用管道周围的环形测压管，并保证在两个断面处有适当的开孔数。

关于一个给定的文丘里管，除特殊给定外，通常假设雷诺数超过l05，μ值依如实验确信，称为文丘里管系数。

它的值约在0.95～0.98之间。

文丘里管长期利用后μ可能下降l%～2%。

2.节流式流量计结构简单，无可动部件；靠得住性较高；复现性能好；适应性较广，它适用于各类工况下的单相流体，适用的管道直径范围宽，能够配用通用差压计；装置已标准化。

安装要求严格；流量计前后要求较长直管段；测量范围窄，一样范围度为 3 : 1；压力损失较大；关于较小直径的管道测量比较困难；精准度不够高(±1%~ ±2%)。

流速与流量的测量原理

流速与流量的测量原理流速和流量是涉及到流体力学的两个重要概念。

流速是指流体单位时间内通过某一截面的体积，并且与流体的运动状态有关；流量是指单位时间内通过某一截面的流体的体积，与流体通过某一截面的面积及流速有关。

流速和流量的测量原理有多种方法，下面将分别介绍。

一、流速的测量原理：1. 流速的测量原理之一是通过测量流体通过某一截面的时间和所通过的距离来计算流速。

具体操作是在流体管道中选择一个测量段，然后分别在测量段的上游和下游设置一个测量点。

通过在测量段内的两个测量点上分别放置两个计时器，当流体通过上游测量点时开始计时，当流体通过下游测量点时停止计时。

通过测量流体通过两个测量点之间的距离，可以得到流体通过测量段所需的时间。

根据流速的定义，可以使用以下公式计算流速：流速= 流体通过的距离÷流体通过的时间2. 流速的测量原理之二是通过测量流体通过某一截面的压力差来计算流速。

这种测量方法主要是基于伯努利方程，根据伯努利方程，流体的压力和速度之间存在一定的关系。

通过在流体管道的上下游设置两个压力传感器，可以测量流体通过这两个位置的压力差。

根据伯努利方程，可以使用以下公式计算流速：流速= √（2 ×压力差÷流体的密度）二、流量的测量原理：1. 流量的测量原理之一是通过测量流体通过某一截面的时间来计算流量。

这种方法主要适用于液体的流量测量。

具体操作是在流体管道中选择一个测量段，然后分别在测量段的上游和下游设置一个测量点。

通过在测量段内的两个测量点上分别放置两个计时器，当液体通过上游测量点时开始计时，当液体通过下游测量点时停止计时。

流体通过测量段所需的时间与流量有关，可以使用以下公式计算流量：流量= 流速×流体通过的面积2. 流量的测量原理之二是通过测量流体通过某一截面的流速来计算流量。

这种方法主要适用于气体的流量测量。

具体操作是在流体管道的截面上安装一个流速传感器，用于测量流体通过该截面的流速。

流体力学实验中的流速测量方法与技巧

流体力学实验中的流速测量方法与技巧流体力学实验是研究流体运动性质及其相互关系的重要手段。

在流体力学实验中，流速的测量是一项关键工作，正确的测量方法和技巧能够保证实验结果的准确性和可靠性。

本文将介绍一些常见的流速测量方法与技巧。

一、静态压力法静态压力法是流速测量中最基本也是最常用的方法之一。

其原理是根据流体在流速改变时压力的变化来进行测量。

实验中通常使用U型压力计或毛细管压力计作为测量工具，通过测量不同位置的静压差来计算流速。

静态压力法的优点在于原理简单易操作，且适用于多种流体，但是对于非恒定流动和高速流体测量来说准确度相对较低。

二、浮子法浮子法是一种常用的流速测量方法，特别适用于液体中的小流速测量。

浮子法的基本原理是通过观察流体中浮子的移动速度来反推流速。

在实验中，可以通过测量流体引起的浮子垂直位移和时间来计算流速。

这种方法适用于透明流体和低流速条件下，精度较高。

三、紊流产生器法紊流产生器法是一种流速测量方法，适用于需要高精度和高速流动条件的实验。

该方法利用流体在紊流产生器中的流动特性，通过测量不同位置的压力来计算流速。

紊流产生器通常由多个孔径不同的管道组成，使得流体在通过管道时产生紊流。

通过测量不同位置的压力差，可以推算出流速的的变化。

这种方法可用于高精度流速测量以及流态分析的实验。

四、激光多普勒测速法激光多普勒测速法是一种非接触式的流速测量方法，适用于流场内的流速分布和测量点移动的实验。

该方法基于多普勒效应，通过激光束对流体中的颗粒进行照射，然后接收颗粒散射的光信号来测量流速。

激光多普勒测速法的优点在于高精度、非侵入性和对悬浮颗粒和液体的适应性。

然而，该方法的设备较为昂贵，操作也要求精准。

五、喷嘴法喷嘴法是一种通过利用流体在喷嘴中的速度变化来测量流速的方法。

喷嘴法根据流体在收缩截面和扩张截面中速度的变化来推算流速。

实验中，可以通过测量喷嘴出口的压力差、流量以及喷嘴的截面积来计算流速。

这种方法适用于气体或液体的流速测量，但是喷嘴的设计和实验过程需相对复杂。

流体流量规律

流体流量规律流体流量是指单位时间内通过管道、渠道或其他流体介质的体积。

在工程和科学领域中，流体流量的规律是一个重要的研究课题。

本文将介绍流体流量规律的一些基本原理和公式。

流体流量定义流体流量通常用符号Q表示，单位是体积除以时间，常用的单位有立方米每秒(m^3/s)、升每秒(L/s)等。

流体流量是流体力学中的基本概念，它反映了流体在管道或渠道中的运动状态。

理想流体流量公式在一些简化的假设条件下，可以得到理想流体流量的计算公式。

对于定常、稳定的水流，可以使用以下公式：Q = A * v其中，Q是流体流量，A是截面积，v是流体的平均流速。

这个公式适用于流体的直管流动情况。

流体流量的单位换算常用的流体流量单位有立方米每秒(m^3/s)和升每秒(L/s)。

1立方米等于1000升，所以1立方米每秒等于1000升每秒。

在实际应用中，根据需要可以进行单位的换算。

流体流量的测量方法在工程实践中，常用的流体流量测量方法有静态测量和动态测量两种。

静态测量方法一般通过测量流体通过一个固定横截面的时间来计算流量。

常见的静态流量计有涡街流量计、电磁流量计等。

动态测量方法则通过测量流体在一段时间内通过一个测量点的平均流速和截面积来计算流量。

动态流量计有流速计、流量计等。

流体流量的影响因素流体流量受到多个因素的影响，包括管道直径、管道长度、管道壁面摩擦、流体密度、流体粘度等。

这些因素会对流体流动的阻力和流速产生影响，进而影响流体流量。

流体流量的流动形态流体在管道或其他流道中可以表现出不同的流动形态，包括层流和湍流。

层流是指流体以平行的层流动，流速分布均匀。

湍流是指流体流动不稳定，流速分布不均匀。

在不同的流动形态下，流体流量的规律也会有所不同。

流体流量的应用领域流体流量的研究和应用涉及到许多领域，包括工程学、生物学、环境科学等。

在设计水力工程、气体传输系统等方面，需要准确计算和测量流体流量。

流体流量的研究还有助于理解和预测自然界中的水流、空气流动等现象。