流体流动流量测量

A2 1 A2 A1
2
p
1
2
qv
2 p1 p2
d
d0

A2是流体脉缩面积，难以得知，以孔的截面积乘以系数 代之。
A2 C D Ao C D

4
2 d0
qv
CD A0 1 A2 A1
2
2 p1 p2
p1
u1 p2 u2 2 2
2
Байду номын сангаас
2
u2 u1 p1 p2 2
2
2
根据连续性方程，有
A2 u1 u2 A 1
u2 1 A 1 ( 2 )2 A1 2p
联立上两式，则有

则体积流量为
qv A2u2
A2 A2 2 1 ( ) A1
2p

流量计算公式
（3）若用上述U形压差计，当需测量的最大水流量为 ＝30/h时，则孔板的孔径应该用多大？ （假设孔板的孔流系数不变）
解：（1）
u0 C0 2 Rg1

0.62 2 9.81 0.2 12.6
4.36m / s
∴V=0.785×0.0252×4.36×3600=7.7m3/h (2)
流体截面列柏努利方程：
2 2 p1 u1 p2 u2 z1 z2 Wf g 2 g g 2 g
忽略位压头的变化及阻力损失
2 2 p1 u1 p2 u2 g 2g g 2g
与孔板流量计流量式整理方法相同，转子流量计公式为：
qv CR AR
2 p1 p2
1 测速管
管口 u1,p1
外测压孔
u3
U2=0 p2
R
内管所测的是静压能p1/ρ 和动能u12/2之和，合称 为冲压能，即
p2 u1 2 p1
2
外管壁上的测压小孔与流体流动方向平行，故外管测的是流 体静压能p1/ρ。 压差计读数反映冲压能与静压能之差，即：
p u1 p1 u1 ( ) 2 2 p2 p1 p1

令
C0
CD A2 1 A 1
2
又 p1-p 2 Rg ( 0 )
则有 :
qv C0 A0
2Rg 0

其中： u0 C0
2Rg 0

几点说明

C0称为孔流系数 孔板安装应与管轴垂直，并置于稳定段。
尽量使流量计在孔流系数为常数的范围内工作。
管内径为0.1m。若忽略水由1至2处的阻力损失，
试计算截面1、2处产生的水柱高度差h为多少m？
h 1m
水
解：1-1’、2-2’间列柏努利方程式： Z1+u12/2g+p1/ρg=Z2+u22/2g+p2/ρg+hf
①
p1-p2=ρg(u22/2g-u12/2g)=ρ(u22/2-u12/2)
又u2/u1=d12/d22 u2=0.5*(0.2/0.1)2=2m/s u2代入①，得： p1-p2=ρ(22-0.52/2)=1876N/m2

压差是定值，可通过对转子受力平衡分析确定其计算式。
转子平衡时，有：
p1 Af V f g p2 Af V f f g
即：
p1 p2
V f g f Af
2V f g f 2 p1 p2 qv C R AR C R AR Af
umax 0.62 2 Rmax g ( 0 ) / 0.62 2 0.8 9.8112.6 8.72m / s
∴V=0.785×0.0252×8.72×3600=15.4m3/h
(3) 由：
umax=8.72
Vmax=30m3/h 30=0.785×d02×8.72×3600 解得：d0=0.0349m=34.9mm
2 2
则有
u1 2p

若该U型管压差计的读数为R，指示液的密度为ρ0，流体的 密度为ρ，则根据静力学基本方程，可得
u1
2 gR( 0 )

当被测的流体为气体时，上式可化简为
u1
2 gR 0

几点说明
静压头和动压头之和称为冲压头。
p u2 h g 2 g
测速管测的是
3、转子流量计
组成：锥形玻璃管和转子
转子流量计由一个倒锥形的玻璃管和一个 能上下移动的转子所构成，玻璃管外壁上 刻有流量值。
测速原理
流量计垂直安装，流体自下而上通过转子与管
壁间的环隙，转子随流量增大而上移，当转子受力达
到平衡时，将悬浮在一定高度，流量值由壁面刻度读
取。
流量计算公式
当转子稳定悬浮在一定高度时，对转子上、下两端面的


几点说明
流量计应垂直安装在管道上。
转子流量计是变流通截面积、恒压差型的流量计。
2V f g f 2 p1 p2 qv C R AR C R AR Af


例题：水在管内流动，截面1处管内径为0.2m，流速 为0.5m/s，由于水的压强产生水柱高1m；截面2处
p1-p2=ρgh
h=(p1-p2)/ρg=1875/(1000*9.81)=0.191m
例 有一内径为d＝50mm的管子，用孔板流量计测 量水的流量，孔板的孔流系数C＝0.62，孔板内孔 直径＝25mm，U形压差计的指示液为汞： （1）U形压差计读数R＝200mm，问水的流量为多少？ （2）U形压差计的最大读数＝800mm，问能测量的最 大水流量为多少？
点速度。 ：
测速管应置于稳定段。 测速管流速计算修正式如下
即
u C
2 Rg ( o )

2 孔板流量计
1 2
A1
A0
A2
缩脉：流体截面
的最小处。 R
在孔板前与板后 流体缩脉处连接U
形差压管。
测速原理
流体通过孔板时，流速增大，静压头减少，通过测量孔板 前后压力差，由静压头的减少值依据伯努利方程算出流速。 对图示的水平管道，在1、2截面间列柏努利方程式，即