第1章流体测量技术

以4℃的水为比较标准时，有
d
20 4
水
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（二）流体的静压强
1.压强定义
p F A
p 流体的静压强，其单位为 N m2
A
流体受力面积，其单位为 m 2
F
作用在面积A上的压力，其单位为牛顿 N
1Nm2 1Pa
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2.标准大气压的概念 在温度是0℃纬度是45度的海平面上，单位面积所承受的
第二节 流体在管道中的流动状态
一、管道和管件
（一）制药用管道的材质
1.金属材料 合金冶炼时加入适量铬、钼、钛、铜、钴、镍、铌、锰等元素，可得 不锈钢。
不锈钢 牌号对照表
美国标准 304 304L 316 316L
中国标准 0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni12Mo2Ti
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UNS编码 S30400 S30403 S31600 S31603
2.非金属材料 用于制造制药设备的非金属材料可分为有机合成高分子材料和陶
瓷材料 塑料 陶瓷 玻璃 植物纤维
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（二）管道和管件 1.常用管道 316L或316Ti不锈钢管
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4. 绝对压强、表压强和真空度 (1)绝对压强
密闭容器内压强 的真实值称为绝
对压强
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（2）真空度
密闭容器内绝对压强小于大气压强， 其差值叫真空度。
抽气
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（3）表压强 用压力计测出的容器内压强值。
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弹性膜，当将汽缸中气体放出 时，隔膜向回收缩，工作室空间 增大，液体经进口活门向出口活 门流出，当向汽缸中充气时，气 室内压力增大，隔膜向工作室凸 出，工作室空间减小直至全封闭， 流体被截止。
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二、流量和流速
1.流量 对于管道任意截面，单位时间内流过的流体的数量称为流量。
能力目标
1.学会流体静力学基本方程式、流量方程式简单计算； 2.掌握U形管压差计、孔板流量计、转子流量计的使用方法。
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第一节 流体压强的测量
一、表压强和真空度的测量
（一）流体的密度
1、流体的密度
定义：
m V
➢物性参数：结构，温度，压强
➢液体：不可压缩流体，气体：可压缩流体
三者关系 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强
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二、流体压强差和液位测量仪表
（一）流体静力学基本方程式
p p 1 p 0 g z 1 z 2
如液柱上方只有大气，则
pp0 gh
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➢ 讨论 1.在静止的、连续的、同一种液体内部，等压面为水平 面。 2.静止液体液面上的压强能以同样大小传递到液体内部。 3.压强是深度的函数。 4.压强差的大小可以用一定高度的液柱表示，但要注明 是何种液体。 5.单位：能量，称为静压能，位能。静止流体内部的能 量守恒与转化。
108m4mmm
表示钢管外径是 108mm
壁厚是 内径是
4mm 100mm
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2.管件 大小头、三通、弯头、法兰、 阀门、卡箍等，其中阀门有蝶 阀、球阀、止回阀、隔膜阀、 换向阀、取样阀、呼吸式调节 阀
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气动隔膜阀用途较广，可防止 药液被微生物污染。
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➢ （1）气体的密度 pVnRT
p1 p2
1T1 2T2
p1 T1
1
为标准状态下气体的压力、温度和密度；
p2 T2 2
n
为特定条件下气体的压力、温度和密度 为气体总摩尔数
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（2）混合气体的平均密度
混合气体的平均摩尔质量
M m M A y A M B y B M n y n
（1）体积流量 V S
m3 s
（2）质量流量 W S
kg s
（3）统计流量与质量流量的关系
WS VS
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2.流速
单位时间内流体在流动方向上流过的距离称为流速 ，用 表u示。
单位 m s
流速与流量的关系
u VS WS
A A
A
管道横截面积，m 2
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如果管道是圆管，可导出流量方程式
横截面积 平均流速
A 1 d2
4
u
4V S d2
上式常用于管道选型计算。
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例题1：
某药厂需要架设一条输送自来水的管道，输水量为 需管道的直径。
45，60试k0计gh算所
大气压力称为1个标准大气压，表示为 atm
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3.压强单位之间的换算
1 atm 1.013 bar760m m H g10.33m H 2O 1.033kgf/cm 21.0133 105P a 1at0.9807bar735.6m m H g10m H 2O 1kgf/cm 29.807104P a
y
混合气体各组分的摩尔分数
混合气体的平均密度
m A x V A B x V B n x V n
x
为气相中各组分的质量分数
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（3）混合液体的平均密度
1 xwAxwBxwn
m A B
n
2.相对密度 物质的密度和标准物质的密度之比称为相对密度，符号为，无量纲量。
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（二）流体压强差和液位测量仪表
1.U形管压差计
液体 pp 1 p 2 (AB )Rg
气体 pARg
A
指示液密度
B
待测液密度
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2. 液位计
hA BR
B
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3. 计算液封高度 上一内容 下一内容 回主目录 返回
目录
第一节 流体压强的测量 第二节 流体在管道中的流 动状态
第三节 流量测量仪表
第四节 简单管路计算
第一章 流体测量技术
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学习目标
知识目标
1.掌握流体静压强、密度、流量、流速、黏度、层流、湍流、层 流底层等基本概念； 2.熟悉流体静力学基本方程式、流量方程式； 3.了解柏努利方程式、范宁公式的意义。