流体测量

u0 2
2
R
≈0.8
读数R是以机械能损耗为代价取得的，孔口面积 A0 越
小，孔口流速uo越大, 读数R越大，机械能损耗越大。
选择孔板流量计的关键问题：A0 要小，满足R读数方便（R 不能太小），同时 A0 不能过小，否则 w f 过大
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3 文丘里流量计 一、结构与特点
VS1
2
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4 转子流量计
三、安装及优缺点
（1）永远垂直安装，且下进、上出， 安装支路，以便于检修。
（2）读数方便，流动阻力很小，测量 范围宽，测量精度较高，流量计前后无 须保留稳定段；
（3）玻璃管不能经受高温和高压，在 安装使用过程中玻璃容易破碎。
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（3）测速管尺寸不可过大，一般测速管直径不应超过管道直径的
1/50。
. 2Rg
（4）测气体时， 》 ， u
四. 测速管的优缺点：
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。
不能直接测出平均流速，且压差计读数小，常须放大才能读得准确。
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2 孔板流量计
一、结构与原理
1 测速管（皮托管）
一、结构
• 测定管中流体的点速度 • 两根同心套管。
内管前端敞开，外管前端封死， 前端外壁壁面开有若干测压小孔 • 内外管末端分别与液柱压差计的 一个接口相连 • 测量时将测速管内管口正对管中 流体流动方向，固定在管路中
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1 测速管（皮托管）
二、原理
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管路阻力对管内流动的影响
一、简单管路
• 对只有单一管线的简单管路，如下图所示。设各管段的管径相同， 高位槽内液面维持恒定，液体作稳定流动.此管路的阻力损失由三 部分组成：
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0′ 1′
4 转子流量计
Vf ( f
)g Af
2
(u02
u12 )
由连续性方程
u1
u0
A0 A1
u0
1
1 A0 A1 2
2Vf ( f )g Af
CR
2Vf ( f )g Af
CR——转子流量系数 A0 A1
体积流量
Vs CR AR
2( f )V f g A f
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u02 u12 CD
2p
由连续性方程
u1
u0
A0 A1
u0
CD 1 ( A0 )2
2p
A1
令
C0
CD 1 ( A0 )2
A1
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2 孔板流量计
则
u0 C0
2p
C0
2Rg( )
体积流量 质量流量
VS u0 A0 C0 A0
2Rg( )
mS C0 A0 2Rg( )
的灵敏度和准确度。
另一方面，允许测量范围缩小了，孔
板流量计的测量范围受U形压差计量
Re d
程决定。不适合测量流量范围太宽的
场合。
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三、安装及优缺点
（1）安装在稳定流段，上、下游各有一段直管段作为稳定 段，上游l >10d，下游l >5d；
（2）结构简单，制造与安装方便 ； （3）能量损失较大，永久压降。 wf
属变压头流量计； 能量损失小，造价高。
wf
u0 2 2
二、流量方程式
≈0.1
VS CV A0
2Rg(0 )
CV——流量系数（0.98～0.99） A0——喉管处截面积
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4 转子流量计
一、结构与原理
从转子的悬浮高度直接读取流量
二、流量方程
转子受力平衡：
( p1 p0 ) Af ( f )V f g 净重力＝重力-浮力
C0——流量系数（孔流系数） A0——孔面积。
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2 孔板流量计
讨论：
（1）特点： A0不变，流量大小由流体通过收缩口的压力降来表示。 恒截面、变压头——变压头流量计
（2）流量系数C0
对于取压方式、结构尺寸、加工状况均已规定的
标准孔板
C0
f
(Re d ,
A0 ) A1
Re是以管道的内径d1计算的雷诺数
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4 转子流量计
（1）特点： 恒压差、恒阻力、恒流速、变截面
（2）刻度换算
标定流体：20℃水（＝1000kg/m3 ）
20℃、101.3kPa下空气（ ＝1.2kg/m3）
CR相同,同刻度时
VS 2 VS1
1 ( f 2 )1——标定流体 2 ( f 1 )2——被测流体
对气体转子流量计
VS2 1
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2 孔板流量计
二、流量方程
在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程：
p1
1 2
u12
p2
1 2
u
2 2
变形得
u
2 2
u12
p1 p2
2
u22 u12
2p
问题：（1）实际有能量损失；
（2）缩脉处A2未知。
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2 孔板流量计
解决方法：用孔口速度u0替代缩脉处速度u2， 引入校正系数 CD:
内管A处 pA p 1 u2 2
外管B处
pB p
p pA pB ( p 1 u2 ) p 1 u2
2 2
点速度：
.
u
2p
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1 测速管（皮托管）
即 讨论：
.
u
2Rg( )
(1) 测量流体的点速度，可测速度分布曲线；
(2) 流量的求取：
由速度分布曲线积分
VS udA
测管中心最大流速，由关系图1-38查 u uc ~ Re c
求平均流速，再计算流量。
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1 测速管（皮托管）
三、安装
（1）安装时，必须保证安装点位于充分发展流段，（必须保证测量
点位于均匀流段），上、下游各有50d以上的直管段作为稳定段；
（2）测速管管口截面严格垂直于流动方向；
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4 转子流量计
在1-1′和0-0′截面间列柏努利方程 0
p1
u12 2
z1g
p0
u
2 0
2
z0g
p1
p0
(z0
z1 )g
2
(u02
u12 )
1
( p1 p0 ) Af
Af (z0 z1 )g Af
2
(u02
u12 )
V f g
流体的浮力
动能差
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Re d
d1 u1
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2 孔来自百度文库流量计
当Re >Re临界时，
C0
f(
A0 ) A1
，常数，一般
C0=0.6~0.7
(3) 测量范围 当C0为常数，VS R R VS 2 C0
Re 临 界 值
一方面，流量的少许变化，会导致R 较大变化，这使孔板流量计具有较大
A0 A1