高职高专化工原理课件 陆美娟版 1-10流量测量

以两个学时为一个单位,用心制作,倾情奉献,可直接用于教学

第一章 流体流动

一、测速管 二、孔板流量计

第六节 流速和流量的测量

三、文丘里流量计 四、转子流量计

2012-4-13

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一、测速管1、测速管(皮托管)的结构 、测速管(皮托管)

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2、测速管的工作原理 、对某水平管路， 测速管的内管A点测得的是管口所 对某水平管路 ， 测速管的内管 点测得的是管口所 在位置的局部流体动能与静压能之和

pA

ρ

=

u

2

2

+

p

ρpB

B点测得为静压能 点测得为静压能

ρ

=

p

ρ

内外管压强能之差

pA pB

ρ

u2 (ρA ρ )gR = = 2 ρ

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u2 (ρA ρ)gR = 2 ρ

∴u =

2(ρA ρ)gR

ρ

实际使用时

u =c

2(ρA ρ)gR

ρ

c=0.98~1.00

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图1-45

u/umax与R

关系曲线e,max

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3、使用皮托管的注意事项 、1) 所测的速度是 管路内某一点的线速度 ， 可 ) 所测的速度是管路内某一点的线速度 管路内某一点的线速度， 用于测定速度分布 2)测定管中心的速度后可换算为平均流速 )测定管中心的速度后可换算为平均流速 3) 测速管应放置于流体均匀流段 ， 且其 管口 ) 测速管应放置于流体均匀流段， 且其管口 截面严格垂直于流动方向，一般测量点的上、下游 截面严格垂直于流动方向，一般测量点的上、 最好均有50倍直径长的直管距离，至少应有 最好均有 倍直径长的直管距离，至少应有8~12倍 倍 直径长的直管段 4) 尽量减少对流动的干扰外 ， 一般应选取皮 ) 尽量减少对流动的干扰外， 托管的直径小于管径的1/50 托管的直径小于管径的

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二、孔板流量计1、孔板流量计的结构 、

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2、孔板流量计的工作原理 、当流体以一定的流量流经小孔时， 流速变大， 当流体以一定的流量流经小孔时 ， 流速变大 ， 压强变小，在孔前后产生一定的压强差，流量越大， 压强变小，在孔前后产生一定的压强差，流量越大， 所产生的压强差越大，因此， 所产生的压强差越大，因此，利用测量压强差的方法 就可测量流体流量 在1-1’和2-2’间列柏努利方程，略去阻力损失 ’ ’间列柏努利方程，

p1

2 2 u1 p2 u2 + = + ρ 2 ρ 2

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∴

p1 p2

ρ

u u = 22 2

2 1

A 2 u ≈ 1 0 2 A 1 2 0

A u1 = A0u0 = A2u2 分别为上游截面、孔径、缩脉 分别为上游截面、孔径、 1A0 u1 = u0 , 2 ≈ u0 u A 1u0 = c1 1 A 1 0 A 1 2

∴u0 =

1 A0 1 A 1 2

2( p1 p2 )

ρ

2( p1 p2 )

ρ

c1为局部阻力损失校正

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u0 = c1c2

1 A0 1 A 1 2

∴u0 = c0

2( pa pb )

2( pa pb ) c 是 对 缩 脉 位 2 ρ 置的校正，测 压点变成孔板 前后C0----孔流系数 孔流系数

ρ

用孔板前后压强的变化来计算孔板小孔流速u 用孔板前后压强

的变化来计算孔板小孔流速 0的公式

pa pb = (ρA ρ )gR

即u0 = c0

2gR(ρA ρ )

ρ

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若以体积流量表达，则2gR(ρA ρ )

Vs = c0 A0

ρ

2 πd0 2gR(ρA ρ ) = c0 4 ρ

孔流系数c 孔流系数 0: 与A0/A1和 Re1有关

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3、孔板流量计的优、缺点 、孔板流量计的优、优点：构造简单， 优点：构造简单，安装方便 缺点： 缺点：流体通过孔板流量计的阻力损失很大

孔板的缩口愈小，孔口速度愈大 ， 读数就愈大 ， 孔板的缩口愈小 ， 孔口速度愈大，读数就愈大， 阻力损失愈大。 所以， 选择孔板流量计A 的值， 阻力损失愈大 。 所以 ， 选择孔板流量计 0/A1 的值 ， 往往是设计该流量计的核心问题

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三、文丘里流量计

文丘里流量计

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优点： 阻力损失小， 多用于低压气体、 优点 ： 阻力损失小 ， 多用于低压气体 、 固体颗粒 多的悬浮液流量的测量。 多的悬浮液流量的测量。

缺点：加工精度要求较高，造价较高， 缺点：加工精度要求较高，造价较高，并且在安 装时流量计本身占据较长的管长位置。 装时流量计本身占据较长的管长位置。

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四、转子流量计1、转子流量计的结构 、

上大下小的垂直锥形玻璃管 上大下小的垂直锥形玻璃管

转子密度应大于被测流体的密度 转子密度应大于被测流体的密度 大于

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2、转子流量计的工作原理 、当流体自下而上流过锥形管时， 当流体自下而上流过锥形管时 ， 锥形管中的转 垂直向上的推动力； 子受到三个力的作用，其一是垂直向上的推动力 子受到三个力的作用， 其一是垂直向上的推动力； 其二是转子自身重力；其三是转子受到的浮力。 其二是转子自身重力；其三是转子受到的浮力。 转子自身重力 转子受到的浮力 转子上浮后，环隙面积逐渐增大，从而降低了环 转子上浮后，环隙面积逐渐增大， 隙处流体的流速， 导致转子上、 下侧压力差降低 压力差降低， 隙处流体的流速 ， 导致转子上 、 下侧 压力差降低 ， 当转子受到的推动力等于 转子受到的重力与浮力之 当转子受到的推动力 等于转子受到的重力与浮力之 等于 差时， 转子将在一定高度处旋转， 因此， 差时 ， 转子将在一定高度处旋转 ， 因此 ， 根据转子 位置的高低，可读出此时流体流量的大小。 位置的高低，可读出此时流体流量的大小。