流量的測量課件.ppt

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1、第五章流量的測量2021/7/281第一節(jié)流量及流量計(jì)的分類流量的概念流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的體積、質(zhì)量或重量，稱作瞬時(shí)體積流量（m3/s)、瞬時(shí)質(zhì)量流量(kg/s)或瞬時(shí)重量流量(N/s)。累積流量：某一段時(shí)間內(nèi)流過的流體量，即瞬時(shí)流量對時(shí)間的積分2021/7/282流過管道某截面的流體的速度在截面上各處不可能是均勻的，假定在這個(gè)截面上某一微小單元面積上dAF速度是均勻的，流過該單元面積上的體積流量為整個(gè)截面上的流量qv為2021/7/283累積流量用來測量流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)。測量累積流量的儀表稱為流體計(jì)量表或總流量計(jì)。2021/7

2、/284二、流量計(jì)的分類容積式流量計(jì)2021/7/285流體的幾個(gè)概念（一）粘性在流體的內(nèi)部相互接觸的部分在其切線方向的速度有差別時(shí)會(huì)產(chǎn)生減小其速度差的作用。這是因?yàn)榱魉倏斓牟糠忠铀倥c其相接觸的流速慢的部分，而流速慢的部分要減小與其相接觸的流速快的部分，流體的這種性質(zhì)，稱為粘性。衡量流體粘性大小的物理量稱為粘度．2021/7/286設(shè)有兩塊面積很大距離很近的平板，兩平板中間是流體。令底下的平板保持不動(dòng)，而以一恒定力推動(dòng)上面平板，使其以速度v沿x方向活動(dòng)。由于流體粘性的作用，附在上板底面的一薄層液體以速度v隨上板運(yùn)動(dòng)。而下板不動(dòng)故附在其上的流體不動(dòng)

3、，所以兩板間的液體就分成無數(shù)薄層而運(yùn)動(dòng)，如圖所示。作用力F與受力面平行，稱為剪力，剪力與板的速度v、板的面積S成正比，而與兩板間的距離y成反此，即2021/7/287?稱為粘度，或動(dòng)力粘度(dynamicviscosity)，單位是：泊（P）(Pa.s)Kinematicviscosity2021/7/288（二）層流和紊流流體在細(xì)管中的流動(dòng)形式可分為層流和紊流兩種。所謂層流(laminarflow)就是流體在細(xì)管中流動(dòng)的流線平行于管軸時(shí)的流動(dòng)。所謂紊流(turbulentflow)就是流體在細(xì)管中流動(dòng)的流線相對混亂的流動(dòng)。利用雷諾數(shù)可以判斷流動(dòng)的

4、形式。如果雷諾數(shù)小于某一值時(shí)，可判斷為層流，而大于此值時(shí)則判斷為紊流。2021/7/289在層流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量與壓降成正比；在紊流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量與壓降的平方根成正比，而且在層流與紊流兩種不同的流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其管內(nèi)的速度分布也大不相同。這些對于許多采用測量流速來得到流量的測量方法是很重要的。2021/7/2810在層流流動(dòng)狀態(tài)下，流速分布是以管軸為中心線的軸對稱拋物線分布。在紊流流動(dòng)狀態(tài)下，管內(nèi)流速同樣是以管中心線軸對稱的分布，但是其分布呈指數(shù)曲線形式。2021/7/2811雷諾數(shù)是表征流體流動(dòng)時(shí)慣性力與粘性力之比。利用細(xì)管直徑d，可求出雷諾數(shù)Rd

5、：為細(xì)管中的平均流速；為流體的運(yùn)動(dòng)粘度,d為管徑。Rd＜2320時(shí)為層流，Rd＞2320時(shí)為紊流；（三）雷諾數(shù)2021/7/2812（四）流體流動(dòng)的連續(xù)性方程流體在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的情況：即流體在穩(wěn)定流動(dòng)，且不可壓縮時(shí)，流過各截面流體的體積為常量。因此利用上式，很方便的求出流體流過管道不同截面時(shí)的流速。2021/7/2813（五）流體伯努力方程2021/7/2814差壓式流量計(jì)（節(jié)流式流量計(jì)）主要由兩部分組成：節(jié)流裝置和測量靜壓差的差壓計(jì)。節(jié)流裝置是安裝在流體管道中，使流體的流通截面發(fā)生變化，引起流體靜壓變化的一種裝置。第二節(jié)差壓式流量計(jì)一、概述2

6、021/7/28152021/7/2816節(jié)流裝置（取壓管及內(nèi)部的節(jié)流孔板）節(jié)流孔板后取壓管前取壓管流體通過節(jié)流孔板時(shí)，流速加快，后取壓管處的壓力減小。2021/7/2817節(jié)流裝置外形節(jié)流孔板后取壓管2021/7/2818流體流經(jīng)節(jié)流孔板時(shí)，壓力和流速的變化情況節(jié)流孔板流速變快，壓力變小當(dāng)充滿圓管的流體流經(jīng)在管道內(nèi)部安裝的節(jié)流裝置時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓力差．該壓力差通過差壓計(jì)檢出．流體的體積流量或質(zhì)量流量與差壓計(jì)所測得的差壓值有確定的數(shù)值關(guān)系?？装辶髁坑?jì)動(dòng)畫差壓式流量計(jì)（節(jié)流式流量計(jì)）二、

7、測量原理2021/7/28192021/7/2820選定兩個(gè)截面，I—I是節(jié)流裝置前流體開始受節(jié)流裝置影響的截面；II-II是流束經(jīng)過節(jié)流裝置后收縮最厲害的流束截面，由伯努利方程式得由于流束在節(jié)流裝置后的最小收縮面積S2，實(shí)際上很難確切地知道它的數(shù)值，因此用節(jié)流裝置開孔的截面積S0來表示,其中?稱為流束的收縮系數(shù)，其大小與節(jié)流裝置的類型有關(guān)。p1’、p2’—流體在截面I—I和II—II處的靜壓力v1、v2’—流體在截面I—I和II—II處的平均流速2021/7/2821上面得到的流速是理論值，因?yàn)槔硐氲牟豢蓧嚎s的流體是不存在的。流體有粘度，故有摩擦

8、，因此實(shí)際的流速應(yīng)修正。其次，考慮到使用方便，實(shí)際上經(jīng)常在節(jié)流裝置前后兩個(gè)固定位置上測取壓力p1、p2，代替p1’、p2’