流量计量基础

1 Pa·s＝10 p（泊）＝1000cp（厘泊）
20℃的水，η＝1 cp（1.002）（20.2 ℃ 时1cp）
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流量计量中常用物性参数
2.2 运动粘度：
动力粘度与流体密度的比值称为运动粘度，
常用 来表示： 运动粘度 的单位为m2 / s。
与CGS单位制中的St（斯托克斯cm2 / s）， 厘斯（cSt）等单位之间的换算关系 :
子气体的等熵指数k为1.40，多原子气体的等
熵指数k为1.29
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四、管内流动基本知识
1、层流与紊流，雷诺数
层流流动时，管内流体分层流动，各流层之 间互不混杂而平行于管道轴线流动，流层间 没有流体质点的相互交换。流体通过一段管 道的压力降与流量成正比。
紊流流动时，管内流体不再分层流动，流体 质点除沿管道轴线方向运动外，还有剧烈的 径向运动。流体通过一段管道的压力降与流 量的平方成正比。
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二、流量的单位
SI单位：体积流量的单位为（米3/ 秒） （m3/s）；质量流量的单位为（千克/秒） （kg/s）。
工程常用单位：体积流量：米3 /小时 （m3/h），升/小时（l / h）；质量流量： 千克/小时（kg/h），吨/小时（t / h）。
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三、流量计量中常用物性参数
流量测量基础知识
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主要内容
一、流量测量基本概念 二、流量的单位 三、流量测量中常用物性参数 四、管内流动基本知识
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一、流量测量基本概念
流量与流量计:
流量是单位时间内流过管道横截面或 明渠横断面的流体量。
流体量以质量表示时，称“质量流
量”，一般用qm表示；流体量以体积 表示时，称“体积流量”，一般用qv
1、流体的密度 ：
单位体积内流体的质量，用符号表示。
m 单位：kg / m3
V
各种流体的密度都随流体的状态（温度 T，压力p）而变化 。
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流量计量中常用物性参数
1.1 液体的密度 ：
压力不变时，液体的密度计算公式 ：
20[1 (t 20)]
温度不变时，液体的密度计算公式 ：
度为20C的同体积蒸馏水流过同一恩格勒粘
度计所需的时间t0的比值。即
Et 135103 t t 7.41106 Et
E t t0
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流量计量中常用物性参数
3、气体的等熵指数 ：
如果流体在状态变化的某一过程中不与外界发生热 量的交换，则该过程就称为绝热过程。可逆的绝热 过程称为等熵过程。
测量气体(或蒸汽)流量时，气体通过流量计时所经历 的热力过程可近似地认为是一绝热过程。符合绝热 过程状态方程
pv k 常数
k为被测气体的等熵指数或绝热指数。
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当气体服从理想气体定律时，其等熵指数k
可用定压比热cp和定容比热cv之比（比热比）
来表示。即
k cp
cv
一般，单原子气体的等熵指数k为1.67，双原
20[1 ( p0 p)]
和 为液体的温度膨胀系数和体积压缩系数， 由于 很小，工程上往往可将液体视为不可
压缩流体 。
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流量计量中常用物性参数
1.2 气体的密度:
n
p pn
Tn T
Zn Z
Z为气体的压缩系数，是实际气体偏离理想
气体定律的一个校正系数 ，越是高压、低
1 m2 / s ＝104 St （斯）＝106 cSt （厘斯）
20℃的水， ＝1 cSt（1.004）柴油3-8 cSt
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流量计量中常用物性参数
2.3 恩氏粘度：
恩氏粘度是实验室用恩格勒粘度计测定的流
体粘度，它被定义为用200mL温度为tC的被
测流体流过恩格勒粘度计所需的时间t和温
动力粘度（） 运动粘度（） 恩氏粘度（E）
通常采用动力粘度和运动粘度，有时 也采用恩氏粘度。
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流量计量中常用物性参数
2.1 动力粘度： 牛顿内摩擦定律
＝ du
动力粘度η的单位Pa·s
dh
与CGS单位制中的p（泊g / cm·s ），cp（厘 泊）等单位的换算关系 ：
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判断管内流动是层流流动还是紊流流动的 判据是一个无量纲数 — 雷诺数Re。
Re ul ul
对于圆管
Re uD
一般认为，管道雷诺数 Re D 2320 为层流状
态，而当雷诺数大于此值时，流动将开始
转变成紊流状态。
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工程计算中，一般管道直径单位以mm表示，而 且往往已知体积流量qv（单位用m3 / h表示）或 质量流量qm（单位用kg / h表示）而非流速u，在 这种情况下，雷诺数可用下面的实用公式来计 算：
温（即离液相越接近），越要考虑这一校 正系数。（101325Pa，293.15℃）
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流量计量中常用物性参数
2、流体的粘度 ：
流体的粘度是表示流体内摩擦力大小的一个 参数，是造成流动阻力的根源。
所有实际流体在流动时都有阻止其流体质点 发生相对滑移的性质，这就是流体的粘性， 粘度就是用来度量流体粘性大小的参数。
V
t2 t1
qv
dt
m
t2 t1
qm dt
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流量计 :
测量管流或明渠流中流量或总量的仪器 称为流量计。
体积流量计：如容积式流量计、涡轮流 量计、涡街流量计、电磁流量计和超声 流量计等 ；
质量流量计：科里奥利质量流量计、热
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ式质量流量计等 。
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表示。
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定常流：
流量不随时间变化或变化非常缓慢的流 动。
脉动流：
流动是非定常的，流量随时间呈周期性 或非周期性不断变化。
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数学表达式
qv
V t
u A
qm
m t
u
A
瞬时流量
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总量 :
在一段时间内流过管道横截面或明渠 横断面的流体总量称为“累积流量”， 也常被称为“总量”。
各种流体的粘度都随流体的状态（温度T， 压力p）而变化 。
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通常，温度T上升，液体的粘度下降， 而气体的粘度上升。
一般工程计算中，液体的粘度只需考 虑温度对它的影响，而气体和水蒸汽 的粘度与温度T、压力P的关系十分密 切。
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表征流体的粘度常用的有三种：