[1-6]流量的测定

A f
CR——转子流量系数
体积流量
Vs C R AR 2( f )V f g
A f
17
西北大学化工原理电子课件
讨论： （1）特点： 恒压差、恒流速、变截面——截面式流量计。 （2）刻度换算
标定流体：20℃水（＝1000kg/m3 ）
20℃、101.3kPa下空气（ ＝1.2kg/m3）
（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 u umax ~ Remax 求平 均流速，再计算流量。
层流： u 0.5umax 三、安装
（1）测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距离； （2）皮托管管口截面严格垂直于流动方向； （3）皮托管外径d0不应超过管内径d的1/50，即d0<d/50 。
外管B孔处(u=0) pB p
2
西北大学化工原理电子课件
p
1 2 p 1 2 &) u & ( u 2 2
u
.
pA
pB
p
点速度： 即
讨论：
u
.
2p

2 Rg( 0 )

（ 1 ）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布
曲线；
3
西北大学化工原理电子课件
4
湍流：u 0.82umax
.
西北大学化工原理电子课件
四、 Pitot tube的应用
5
我国自行研制生产的歼10战机
西北大学化工原理电子课件
6
西北大学化工原理电子课件
空速管测量飞机速度的原理：
当飞机向前飞行时， 气流便冲进空速管，在皮 托管末端的感应器会感受 到气流的冲击力量，即动 压。飞机飞得越快，动压 就越大。将空气的静压和 动压相比较就可以知道冲 进来的空气有多快，也就 是飞机飞得有多快。
动画演示
属差压式流量计； 能量损失小，造价高。
二、流量方程式
VS CV A0
14
2Rg( 0 )

CV——流量系数（0.98～0.99） A0——喉管处截面积
西北大学化工原理电子课件
1.6.4 转子流量计 一、结构与原理
1. 结构： 主要由微锥形管与转子 两部分组成。 转子（或称浮 2. 测量原理： 从转子的悬浮高度 来直接读取流量数值。其 中转子的密度大于流体密 度，即： f
西北大学化工原理电子课件
1.6 流量的测量
1.6.1 测速管 1.6.2 孔板流量计 1.6.3 文丘里流量计 1.6.4 转子流量计 1.6.5 湿式气体流量计
1
西北大学化工原理电子课件
1.6 流量的测量
1.6.1 测速管（皮托管---Pitot tube）
一、结构
二、原理
管口外A点(有流速)
pA 1 2 & u 2 p

2p

令
10
A0 2 ) A1
西北大学化工原理电子课件
则
u 0 C0
u 0 C0
2p

2Rg( 0 )

2Rg( 0 )
体积流量
质量流量
VS u0 A0 C0 A0

mS C0 A0 2Rg ( 0 )
C0——流量系数（孔流系数） A0——孔面积。
15
微锥形玻璃管， 锥 角约为 4左右
子）直径略小 于玻璃管内径
西北大学化工原理电子课件
二、流量方程
转子受力平衡：( p1 p0 ) Af f V f g 0 在1-1′和0-0′截面间列柏努利方程 2 1 p0 u 0 p1 u12 z1 g z0 g 2 2 2 p1 p 0 ( z 0 z1 ) g (u 0 u12 ) 2 2 ( p1 p 0 ) A f A f ( z 0 z1 ) g A f (u 0 u12 )
11
西北大学化工原理电子课件
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、结构尺寸、加工状况均 已规定的标准孔板
A0 C0 f (Re d , ) A1
d1 u1
Re是以管道的内径d1计算的雷诺数
12
Re d

西北大学化工原理电子课件 A0 当Re >Re临界时，C0 f ( ) A1 Re 临 界 C0 一般 C0=0.6~0.7 值
u u
2 2 2 1
2p

问题：（1）实际有能量损失； （2）缩脉处A2未知。
9
西北大学化工原理电子课件
解决方法：用孔口速度u0替代缩脉处速度u2，并引入 校正系数 C0:
u u C
2 0 2 1
2p
由连续性方程
u0
A0 u1 u0 A1
C A 1 ( 0 )2 A1
C0 C 1 (
(3) 测量范围
R VS VS R 孔板流量计的测量范围受 U形压差计量程决定。
三、安装及优缺点
（1）安装在稳定流段，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 。
13
2
A0 A1
Re d
西北大学化工原理电子课件
1.6.3 文丘里（Venturi）流量计 一、结构与特点
2
V f g
流体的浮力
16
0′
1′
动能差
西北大学化工原理电子课件
V f ( f )g Af

2
2 (u 0 u12 )
由连续性方程
u0 1 1 A0 A1
2
A0 u1 u0 A1
2V f ( f ) g
A f
CR
2V f ( f ) g
7
西北大学化工原பைடு நூலகம்电子课件
1.6.2 孔板流量计
一、结构与原理
8
动画演示
西北大学化工原理电子课件
二、流量方程
在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程 (暂不计能量 损失)，得：
p1 1 2 p2 1 2 u1 u2 2 2
2 u2 u12 p1 p2 2
变形得
VS 2 CR相同,同刻度时 V S1
1 ( f 2 ) 2 ( f 1 )
1——标定流体 2——被测流体
对气体转子流量计
18
VS 2 VS1
1 2
西北大学化工原理电子课件
三、安装与特点 （ 1 ）永远垂直安装，且为下进、上出， 多安装支路，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； （ 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。