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任务4、流体的流量测量,重难点,流量计的优缺点及使用 流量计的工作原理,能力目标,会正确使用转子流量计,孔板流量计,文丘里流量计 能进行流体输送过程的流量调节,知识目标,流量计的优缺点 流量计的使用要点,引导文,认识孔板流量计的结构,了解孔板流量计的工作原理,理解孔板流量计的测量公式;孔板流量计的优缺点是什么?文丘里流量计的优缺点是什么?观察转子流量计的结构,分析其工作原理,理解其测量公式,转子流量计如何使用及校正?),以稳定流动系统的能量守恒原理为基础,利用动能与静压能的变化关系来实现测量的装置,也是柏努力方程的应用实例。 分为两类:一类:定截面、变压差的流量计或流速计如皮托测速管、孔板流量计、文丘里流量计 另一类:变截面、定压差式流量计如转子流量计,流量是流体输送过程中重要的参数之一。测量流量的仪器种类很多,下面介绍根据流体力学原理制作的几种流量计。,一、测速管(又称皮托管) 结构:如图原理:测速管内管测得的是管口处流体的动能与静压能之和,动能转换为压力能,使其内管压力增大 u2/2,由压差计读数R 即可算出管口处的点速度:,测速管优缺点 1、优点:准确性较高,流体阻力小,适用于测量大直径管路中气体流速。 2、缺点:不能直接测出平均流速,且压差读数较小,当流体中含固体杂质时,易将测压孔堵塞,故不宜适用测速管。,二. 孔板流量计,孔板流量计原理。介绍永久压力降概念和取压口两种接法。,图 孔板流量计及孔板前后压力的变化,流速计算式推导 :如图所示,在截面1(孔板前)、2(孔板后速度最大处)之间列柏努利方程,先忽略阻力损失,得将连续性方程A1u1= A2u2代入上式得,因缩脉处截面积难于测定,现以孔板锐孔面积A0和流速u0分别代替A2和u2,同时考虑到实际存在阻力,且取压位置不一定在截面1、2,故加上一个修正系数,即,将p1-p2=(-)Rg 代入上式,并令C0称为孔流系数。于是得求得u0后,由下式计算流量VS,即,-,-,-,qv,孔流系数需由实验确定。对于按孔板角接法取压情况,C0为A0/A1及按管道平均流速计算的雷诺数Re1所决定,如图1-6-2所示。在设计和使用孔板流量计时,应使Re1大于界限值。孔板流量计结构简单,安装方便,其缺点是阻力大,产生的永久阻力降大,其值可用下列经验式估算pf,0=(1-(d0/d1)2)(p1-p2),图1-6-2 C0与Re1、A0/A1 的关系,孔板流量计优缺点: 1、 优点:制造简单,随测量条件变化时,更换方便。 2、缺点:能量损失较大。,孔板流量计的能量损失较大,文丘里用一段渐缩渐扩管代替孔板减小阻力损失。这种流量计称为文丘里流量计。如图所示,其测量原理与孔板流量相同。大多用于低压气体的输送测量,但造价高。,文氏流量计,三. 文丘里管,文丘里流量计优缺点: 1、优点:能量损失小 2、缺点:各部分尺寸要求严格,要精细加工,造价高。,四转子流量计,图1-6-4转子流量计,图1-6-5转子流量计,四转子流量计,转子受到两个力: 1、上推力等于流体流经转子与锥管间的环形截面所产生的压力差; 2、净重力等于转子所受重力减去流体对转子的浮力; 当上推力大于净重力,转子上浮;当上推力小于净重力,转子下降;当上推力等于净重力,转子平衡,停止在某一位置。 转子流量计的流量公式:Vs=,AR-转子与玻璃管的环形截面积,随转子位置变。 CR-流量系数,一般由实验测定。 Af、Vf、f均为定值,所以(p1-p2)亦为定值,体积流量随位置而变。,转子流量计生产厂家在其出厂前需加以标定。 流体 20清水工质标定刻度 气体 20 空气标定刻度 若用户与厂家标定所用工质不同时,则需对转子流量计进行核正。 安装必须垂直,优点:读取流量方便,能量损失小,测量范围宽,能用于腐蚀性流体的测量。缺点:不能经受高温和高压,安装时必须垂直。,
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