第六节 流量测定

1、第一章第一章 流体流动流体流动 授课人：张栋强授课人：张栋强 联系方式：联系方式： 第六节第六节 流量测量流量测量 流量计流量计 变压头流量计变压头流量计 变截面流量计变截面流量计 将流体的将流体的动压头的变化以静压头的变化动压头的变化以静压头的变化 的形式表示的形式表示出来。一般，读数指示由压出来。一般，读数指示由压 强差换算而来。强差换算而来。 如：测速管、孔板流量计和文丘里流量如：测速管、孔板流量计和文丘里流量 计计 流体通过流量计时的流体通过流量计时的压力降是固定的，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

2、强，以保持不同流速下通过流量计的压强 降相同。降相同。 如：转子流量计如：转子流量计 一、变压头流量计一、变压头流量计 gRpp BA 0 1、测速管：又称皮托（、测速管：又称皮托（Pitot）管）管 结构：结构：如图所示如图所示。 测速原理：测速原理： gg p g pA 2 2 0 2 R g 2 0 2gR 内管内管A处处 外管外管B处处 g p g pB 压差计压差计 u A R p 测管中心最大流速，由测管中心最大流速，由 求平均流速，求平均流速， 再计算流量。再计算流量。 三、安装三、安装 （1）测量点位于均匀流段，上、下游各有）测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距离；直管

3、距离； （2）皮托管管口截面严格垂直于流动方向；）皮托管管口截面严格垂直于流动方向； （3）皮托管外径）皮托管外径d0不应超过管内径不应超过管内径d的的1/15，即，即d0浮力，故转子沉在底部。浮力，故转子沉在底部。 2) 当流体流入时，转子受到重力和流体施加的向上的当流体流入时，转子受到重力和流体施加的向上的 力（流体摩擦力的反作用力，包括浮力和升力），因力（流体摩擦力的反作用力，包括浮力和升力），因 （浮力升力）（浮力升力）重力，故转子将上升。重力，故转子将上升。 重力重力 浮浮力力 升力升力 u0 0 0 1 1 u1 当转子停留在某一高度时，当转子停留在某一高度时， 2 1 2 010

4、01 2 uuzzgpp 将转子近似看为一个圆柱体，则将转子近似看为一个圆柱体，则 在在0-00-0、1-11-1面间列伯努利方程面间列伯努利方程： 重重力力 f pA gVApp fff 01 gVAuu fff 2 1 2 0 2 gVA A A u fff 2 1 02 0 1 2 1100 AuAu 原理：原理：先按理想流体推导，此时摩擦力为零。先按理想流体推导，此时摩擦力为零。 f ff A gV A A u 2 1 1 2 1 0 0 f ff R A gV Cu 2 0 f ff R A gV ACAuV 2 000 常数 变量 流量系数 考虑到实际转子不是圆柱状、流体非理想，将

5、上式考虑到实际转子不是圆柱状、流体非理想，将上式 加一校正系数，得：加一校正系数，得： -是环隙雷诺数是环隙雷诺数Re0的函数，其值由实验测定，如图所示。的函数，其值由实验测定，如图所示。 由图可见，当雷诺数超过一定值后，由图可见，当雷诺数超过一定值后，CR为常数。为常数。 流量系数流量系数CR 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 10 10 2 103 104 105 环隙雷诺数 Re0 CR 转子流量计安装、使用中注意事项转子流量计安装、使用中注意事项 f f V V f ff R A gV ACV 2 0 v读数常需换算：读数常需换算： 使用时

6、被测流体物性（使用时被测流体物性（ 、 ）与标定用流体不同（）与标定用流体不同（20 C水水 或或20 C、1atm的空气），则流量计刻度必须加以的空气），则流量计刻度必须加以换算换算： v转子流量计必须垂直安装，且应安装旁路以便于检修转子流量计必须垂直安装，且应安装旁路以便于检修 V 、实际被测流体的流量、密度；实际被测流体的流量、密度； V、 标定用流体的流量、密度标定用流体的流量、密度 优点：优点： u读取流量方便读取流量方便 u流体阻力小，流体阻力小， u测量精确度较高，测量精确度较高， u能用于腐蚀性流体的测量能用于腐蚀性流体的测量 u流量计前后无须保留稳定段。流量计前后无须保留稳定段。 缺点：缺点： u玻璃管易碎，且不耐高温、高压。玻璃管易碎，且不耐高温、高压。 第一章 小结 第一章 小结 重要概念：重要概念： 连续介质、等压面、牛顿黏性定律、黏度连续介质、等压面、牛顿黏性定律、黏度 及其影及其影 响因素、雷诺数、层流与湍流的本质区别、因次分析法本响因素、雷诺数、层流与湍流的本质区别、因次分析法本 质、边界层概念、边界层厚度、边界层的形成和发展、边质、边界