2019/2/28,第一章 流体流动,一、测速管 二、孔板流量计 三、文丘里流量计 四、转子流量计,第六节 流速和流量的测量,2019/2/28,流量计,变压头流量计,变截面流量计,将流体的动压头的变化以静压头的变化的形式表示出来。一般，读数指示由压强差换算而来。 如：测速管、孔板流量计和文丘里流量计,流体通过流量计时的压力降是固定的，流体流量变化时流道的截面积发生变化，以保持不同流速下通过流量计的压强降相同。 如：转子流量计,2019/2/28,一、测速管,1、测速管（皮托管）的结构,2019/2/28,2、测速管的工作原理,对于某水平管路，测速管的内管A点测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和，称为冲压头 。,B点测得为静压头,冲压头与静压头之差,2019/2/28,压差计的指示数R代表A，B两处的压强之差。 若所测流体的密度为，U型管压差计内充有密度为的指示液，读数为R。,测速管测定管内流体的基本原理和换算公式,实际使用时,c=0.981.00,2019/2/28,3、使用皮托管的注意事项 1）测速管所测的速度是管路内某一点的线速度，它可以用于测定流道截面的速度分布。 2）一般使用测速管测定管中心的速度，然后可根据截面上速度分布规律换算平均速度。,2019/2/28,3）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，下游最好均有50倍直径长的直管距离，至少应有812倍直径长的直管段。 4）测速管安装于管路中，装置头部和垂直引出部分都将对管道内流体的流动产生影响，从而造成测量误差。因此，除选好测点位置，尽量减少对流动的干扰外，一般应选取皮托管的直径小于管径的1/50。,2019/2/28,a）管口截面： 严格垂直于流体的流动方向；,b）测量点选择： 在稳定流动段（直管段）， 且前后直管各50d , 至少 8-12d；,c）毕托管直径： 外径不超过管径的1/50；,d）测量气体时： 压力变化不超过15%； 要求气体流速 5 m/s；,e）压差较小时： 可配合微差压差计使用。,5、适用条件 大直径管路；流体含固体杂质时不宜采用。,4、安装,2019/2/28,6、毕托管的优点： 结构简单； 使用方便； 流体的机械能损失很少。 7、毕托管的局限性： 测速管只能得到流场中某点的速度； 测压孔易堵塞。,2019/2/28,二、孔板流量计,1、孔板流量计的结构,2019/2/28,2、孔板流量计的工作原理 流体流到孔口时，流股截面收缩，通过孔口后，流股还继续收缩，到一定距离（约等于管径的1/3至2/3倍）达到最小，然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面，流股截面最小处，速度最大，而相应的静压强最低，称为缩脉。因此，当流体以一定的流量流经小孔时，就产生一定的压强差，流量越大，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0-0间列柏努利方程，先略去阻力损失,2019/2/28,CD：排出系数。取决于截面比A0/A1,管内雷诺数Re1,孔口的形状及加工精度等。,考虑到流体在孔板流动时会有阻力损失，加一校正系数CD,2019/2/28,用孔板前后压强的变化就可以计算孔板小孔流速u0 U型管压差计读数为R，指示液的密度为A,C0孔流系数， C0=f (A0/A1,Re1),2019/2/28,2019/2/28,当Re1超过某界限值时，C0不再随Re1而变，即C0=const，此时流量就与压差计读数的平方根成正比，因此，在孔板的设计和使用中，希望Re1大于界限值。 3、孔板流量计的优缺点 优点：构造简单，安装方便 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，阻力损失愈大。所以，选择合适的孔板流量计A0/A1的值，是设计该流量计的核心问题。,2019/2/28,三、文丘里流量计,管道中的流量为,优点：阻力损失小，大多数 用于低压气体输送中的测量 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。,2019/2/28,四、转子流量计,1、转子流量计的结构及工作原理,2、流量公式 假设在一定的流量条件下，转子处于平衡状态，截面2-2和截面1-1的静压强分别为p2和p1,若忽略转子旋转的切向力,先不考虑阻力损失，在1-1及2-2间列伯努利方程,2019/2/28,因为A1u1=A2u2,考虑阻力损失以后，需要对u2进行校正,2019/2/28,3、流量计的校正 1) 刻度标准(厂家)：液体 20、 水； 气体 20、101325 Pa的空气。,2) 条件变化时，需要校正： a)当流体的密度发生变化时，,2019/2/28,b)当转子的密度也发生变化时，,1) 优点 阻力损失小，测量范围宽， 流量计前后不需稳定管段。,4、转子流量计的优缺点,2) 缺点 不耐高压 (小于0.5 MPa)， 管道直径有限 (小于50mm)。,2019/2/28,6、使用 1) 用于清洁或腐蚀性流体测量； 2) 玻璃管不耐高温、高压，易碎； 3) 开启时，应缓慢调节流量阀。,1) 必须垂直安装（只能测垂直管中流量）； 2) 必须保证转子位于管中心； （转子上刻有斜槽） 3) 为便于检修，流量计应有旁路。,5、安装,