流速、流量的测量

1、西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件 u A R gugpgpAA22 gRppiAgRuiA22iAgRu2-点速度第七节 流速、流量的测量结构结构测速原理测速原理一、毕托管西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件 0.9 0.8uumax 0.7 0.6 0.5 102 103 104 105 106 107 Remax= umaxd/ Re=ud/测 umax平均速度流量西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件测速管加工及使用注意事项测速管加工及使用注意事项测速管的尺寸不可过大，一般测速管直径不应超过管道直径的1/50。 测速管安装时， 必须保

2、证安装点位于充分发展流段， (必须保证测量点位于均匀流段)一般测量点的上、下游最好各有50d以上的直管段作为稳定段。 测速管管口截面要严格垂直于流动方向。 测气体时，igRui2 测速管的优点： 结构简单、阻力小、使用方便， 尤其适用于测量气体管道内的流速。 缺点： 不能直接测出平均速度， 且压差计读数小，常须放大才能读得准确。 u A R 西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件结结构构两种取压方式：两种取压方式：(1) 角接法角接法取压口在法兰上；(2) 径接法径接法上游取压口在距孔板 1倍管径处，下游取压口在距孔板 1/2 倍管径处。二、孔板流量计西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件

3、 p1 p2 1 2 0 R 孔板流量计孔板流量计测量原理测量原理影影响响两两测测压压点点间间的的压压力力差差的的因因素素： 孔孔板板结结构构、流流速速 暂不计摩擦损失，1、2 之间有：22222211upup )(002211孔口孔口uAuAuA 212122002111ppAAAu 21212000211ppAACAuD 用 A0代替 A2，再考虑到机械能损失孔板流量计孔板流量计西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件 210212100221ppCppAACuD 孔流系数igRC20igRACAuqV20000影响孔流系数 C0的因素： A0/A1、雷诺数 Red=du1/、取压位置、孔

4、口的形状、加工精度。 需由实验确定。 西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件孔板一定时：100,ReAAmmfCd 0.84 0.82 0.80 0.7 0.78 0.76 C0 0.74 0.6 A0 0.72 A1 0.70 0.5 0.68 0.66 0.4 0.64 0.3 0.62 0.2 0.60 0.1 0.05 3 104 105 106 Red 孔流系数C0与Red及m (A0/A1)的关系 C0值多在0.6至0.7之间西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件 对 A0/A1相同的标准孔板，Red 增大，C0降低，当 Red Rec, C0就不再变了； Red 一定，A0/

5、A1增大，C0增大； 设计时的流量计所测流量范围，最好落在 C0为定值的区域，常用 C0为 0.60.7 孔板流量计只能用来测平均流速和流量，不能测速度分布； 解题时，先假设 C0与 Red 无关（Red Rec,） ，由 A0/A1查图得C0，再计算 qV,u,算 Red ，若 Red Rec,假设成立，否则重新假设计算。 测量范围测量范围 ：当 C0为常数，qVR0。5，表明流量的少许变化，会导致 R 较大变化， 这使孔板流量计具有较大的灵敏度和准确度; 但另一方面允许测量范围缩小了。qVmaxqVmin=(RmaxRmin)0.5，孔板流量计不适合测量流量范围太宽的场合。 西北大学化工原

6、理课件西北大学化工原理课件使用注意事项使用注意事项安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段， 上游长度至少应为(1540)d1，下游为 5d1 优点：构造简单，制造和安装都很方便缺点：机械能损失（称之为永久损失）大当d0/d1=0.2时，永久损失约为测得压差的90%，常用的d0/d1=0.5情形下，永久损失也有75%。8 .0220uhf西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件收缩段锥角通常取 1525，扩大段锥角要取得小些，一般为 57ivVgRACAuq2000CV约为 0.980.99 文丘里流量计西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件文丘里流量计的文丘里流量计的 缺点：缺点：加工

7、比孔板复杂，因而造价高，且安装时需占去一定管长位置，加工比孔板复杂，因而造价高，且安装时需占去一定管长位置， 优点优点：其永久损失小，故尤其适用于低压气体的输送。其永久损失小，故尤其适用于低压气体的输送。 恒截面，变压头总结：变压头流量计的特点是1 .0220uhf西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件转转子子流流量量计计变截面，恒压头 结构结构测测量量原原理理三、转子流量计西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件 u0 2 2 1 1 u1 重重力力浮浮力力当转子停留在某一高度时， fffAuuAzzgApp212012212柱体，则柱体，则将转子近似看为一个圆将转子近似看为一个圆再在 1

8、-1 面、2-2 面间列伯努利方程： 测量原理：先按理想流体推导，此时升力为零。测量原理：先按理想流体推导，此时升力为零。 重力浮力gVAppfff21gVAuufff21202gVAAAufff21020121100AuAu 西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件fffAgVAAu2112100 fffRAgVCu 20fffRVAgVACAuq2000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：西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 10 102 103 104 105 环 隙 雷 诺 数 R e0 图 转 子 流 量 计 的 流 量 系 数 CR 西北大学化工原理课件西北大学化工原理课件转子流量计安装、使用中注意事项转子流量计安装、使用中注意事项 读数常需换算：使用时被测流体物性 （、 ） 与标定用流体不同 （20C水或 20C、1atm 的空气） ，则流量计刻度必须加以换算：ffVVqq qV、实际被测流体的流量、密度； qV、 标定用流体的流量、密度 211