流体压力和流量的测量
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
重 点： U型管压力计、孔板流量计和转子流量计的工作原理
2
3.3 流体压力和流量的测量
一、流体压强的测量
3
应用流体静力学原理的压强计——U型管压强计
p2 p1
Z
△R i Z1 Z2 A B
选取等压面A、B：
pA p2 gZ gR i gZ2
pB p1 gZ i g(R Z2 ) pA pB
p1 p2
5
微差压力计 p2 p1
两种密度不同且不互溶而有明显界面 的指示液
i,
p
p2
p1
(i
' i
)
gR
i △R NOTE: 两种指示液的密度相差越小,测量的 灵敏度越高.
6
机械式压强表——弹簧管压力表(spring manometer)
将被测压力转换成弹性元件变形的位移
测量较高压力
7
二、流体静力学方程的应用
p2
g
Hf
* Bernoulli方程的物理意义
1、理想流体在导管中作定态流动时，导管任一截面的总
百度文库
能量或总压头为一常数。
2、能量在不同形式间可以相互转化，当某一形式的压头的数
值因条件而发生变化时，相应地引起其他压头的数值的变化。
1
3.3 流体压力和流量的测量
教学目的： 使学生了解测量流体压力和流量的仪表，掌握各种 流量测量仪表的工作原理，熟悉各种流量计的工作 范围。
液位计(tank gauge):
8
流体静力学方程的应用
液封(水封)(water lute,water seal,liquid seal): 液体
气
P
柜
p0
Z
p p0 ZgH2O
气体 填
料 气体
液体
9
例题
例3—3 贮槽内存放密度为860 kg•m-3的油品，槽侧边测压孔 的U型管压力计中汞柱的读数为15cm，设汞柱面的高度与油槽测 压孔的高度相同或接近，试求该条件下贮槽内全部油品的质量 和体积。贮槽上端与大气相通。
4
10
三、流体流量的测量
孔板流量计（ori fice meter）
p
p0 P ’
u
u0
△R
工作原理：根据流体动力学原 理（柏努利方程），流体通过 孔口时，因截面积骤然缩小， 流体流速随之增大；因流体动 压头增大，其静压头骤然缩小。 利用U型管压强计测出孔板前 后的压强差。
11
u
u0
△R
* 实际流体流动的阻力损失，孔
图1-38 转子流量计安装示意图
15
复习
根据__质__量_守__恒__定律，对定态流动的流体进行物料衡算，
得到流体流动的连_续__性___方程m: 1 = m2 or qm1 = qm2
根据__能__量_守__恒__定律，对定态流动的流体进行能量衡算，得 到流体流动的_柏_努__利__方程:
Z1
u12 2g
p1
g
He Z2
u22 2g
S0 S
u0
2g(i )R [1 (S0 S )2 ]
u0 c0
2g(i )R
12
文氏流量计（Venturi tube）
u0
△R
u0 cV
2g(i )R
NOTE: 压头损失减少到只有 读数的10%或更少.
13
转子流量计（flowrator）
净压力差 = 转子重力 — 流体的浮力
板处突然收缩造成的扰动以及孔 板与导管间装配可能有误差，这 些影响因素归纳为孔板流量系 数——C0(一般为0.61-0.63) NOTE: 孔板流量计有相当大的压头损失.
Z
u2 2g
p
g
Z0
u02 p0
2g g
u u 2
2 2g( p p0 )
0
g g
p p0 (i )gR
u
u0
p p2 p1 (i )gR
Note: 所选指示剂与所测流体不互溶，且i> 当测量系统某一点的压强时,U型关压强 计一端连通大气,一端接测压点,测得的 是表压或真空度.
想一想:如何提高测量的灵敏度?
4
倒置U型管压力计
以被测液体作为指示液，液体
的上方充满空气，空气的进出
R
可通过顶端的旋塞来调节。
解：汞的密度为13600 kg•m-3
p (i )gR (13600 860) g 0.15
1911 g(kg • m2 )
h
p gh
？
2000
h p g 1911 / 860 2.22m
150 800
油品体积：V HA (2.22 0.8) 22 9.48m3
油品质量：m V
p • AR VR R g VR g
Note：用于液体的转子流量计按规定是用20℃的水标定的；用于 测量气体的转子流量计则是用20℃ 、101.3kPa的空气标定的。 当用于测量其他流体的流量时，要加以换算。
14
转子流量计必须垂直安装在管路上，为便 于检修，应设置如图1-38所示的支路。 转子流量计读数方便，流动阻力很小，测 量范围宽，测量精度较高，对不同的流体 适用性广。缺点是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。
2
3.3 流体压力和流量的测量
一、流体压强的测量
3
应用流体静力学原理的压强计——U型管压强计
p2 p1
Z
△R i Z1 Z2 A B
选取等压面A、B：
pA p2 gZ gR i gZ2
pB p1 gZ i g(R Z2 ) pA pB
p1 p2
5
微差压力计 p2 p1
两种密度不同且不互溶而有明显界面 的指示液
i,
p
p2
p1
(i
' i
)
gR
i △R NOTE: 两种指示液的密度相差越小,测量的 灵敏度越高.
6
机械式压强表——弹簧管压力表(spring manometer)
将被测压力转换成弹性元件变形的位移
测量较高压力
7
二、流体静力学方程的应用
p2
g
Hf
* Bernoulli方程的物理意义
1、理想流体在导管中作定态流动时，导管任一截面的总
百度文库
能量或总压头为一常数。
2、能量在不同形式间可以相互转化，当某一形式的压头的数
值因条件而发生变化时，相应地引起其他压头的数值的变化。
1
3.3 流体压力和流量的测量
教学目的： 使学生了解测量流体压力和流量的仪表，掌握各种 流量测量仪表的工作原理，熟悉各种流量计的工作 范围。
液位计(tank gauge):
8
流体静力学方程的应用
液封(水封)(water lute,water seal,liquid seal): 液体
气
P
柜
p0
Z
p p0 ZgH2O
气体 填
料 气体
液体
9
例题
例3—3 贮槽内存放密度为860 kg•m-3的油品，槽侧边测压孔 的U型管压力计中汞柱的读数为15cm，设汞柱面的高度与油槽测 压孔的高度相同或接近，试求该条件下贮槽内全部油品的质量 和体积。贮槽上端与大气相通。
4
10
三、流体流量的测量
孔板流量计（ori fice meter）
p
p0 P ’
u
u0
△R
工作原理：根据流体动力学原 理（柏努利方程），流体通过 孔口时，因截面积骤然缩小， 流体流速随之增大；因流体动 压头增大，其静压头骤然缩小。 利用U型管压强计测出孔板前 后的压强差。
11
u
u0
△R
* 实际流体流动的阻力损失，孔
图1-38 转子流量计安装示意图
15
复习
根据__质__量_守__恒__定律，对定态流动的流体进行物料衡算，
得到流体流动的连_续__性___方程m: 1 = m2 or qm1 = qm2
根据__能__量_守__恒__定律，对定态流动的流体进行能量衡算，得 到流体流动的_柏_努__利__方程:
Z1
u12 2g
p1
g
He Z2
u22 2g
S0 S
u0
2g(i )R [1 (S0 S )2 ]
u0 c0
2g(i )R
12
文氏流量计（Venturi tube）
u0
△R
u0 cV
2g(i )R
NOTE: 压头损失减少到只有 读数的10%或更少.
13
转子流量计（flowrator）
净压力差 = 转子重力 — 流体的浮力
板处突然收缩造成的扰动以及孔 板与导管间装配可能有误差，这 些影响因素归纳为孔板流量系 数——C0(一般为0.61-0.63) NOTE: 孔板流量计有相当大的压头损失.
Z
u2 2g
p
g
Z0
u02 p0
2g g
u u 2
2 2g( p p0 )
0
g g
p p0 (i )gR
u
u0
p p2 p1 (i )gR
Note: 所选指示剂与所测流体不互溶，且i> 当测量系统某一点的压强时,U型关压强 计一端连通大气,一端接测压点,测得的 是表压或真空度.
想一想:如何提高测量的灵敏度?
4
倒置U型管压力计
以被测液体作为指示液，液体
的上方充满空气，空气的进出
R
可通过顶端的旋塞来调节。
解：汞的密度为13600 kg•m-3
p (i )gR (13600 860) g 0.15
1911 g(kg • m2 )
h
p gh
？
2000
h p g 1911 / 860 2.22m
150 800
油品体积：V HA (2.22 0.8) 22 9.48m3
油品质量：m V
p • AR VR R g VR g
Note：用于液体的转子流量计按规定是用20℃的水标定的；用于 测量气体的转子流量计则是用20℃ 、101.3kPa的空气标定的。 当用于测量其他流体的流量时，要加以换算。
14
转子流量计必须垂直安装在管路上，为便 于检修，应设置如图1-38所示的支路。 转子流量计读数方便，流动阻力很小，测 量范围宽，测量精度较高，对不同的流体 适用性广。缺点是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。