《流速与流量的测定》教学课件

《流速与流量的测定》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！《流速与流量的测定》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使流体阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况、壁面的形状等因素有关。直管阻力流体阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况、壁面的形状等因

式中：le——当量长度

式中：----局部阻力系数1〕当量长度法2〕局部阻力系数法查数据表式中：le——当量长度《流速与流量的测定》教学课件●以机械能衡算方程为根底的测定方法，应用公式：2.4流速和流量测定●流体的速度和流量测定是一个重要的测量参数；●测量用的方法和流量计的种类很多。●以机械能衡算方程为根底的测定方法，应用公式：2.41.测速管〔毕托管Pitot〕:测管路中流体的点流速(1)构造同心套管、压差计。RAB实际应用的毕托管示意图1.测速管〔毕托管Pitot〕:测管路中流体的点(2)测量原理

未放测速管时，截面各点均为静压能。放入测速管后，外管：开口平行于流向pB——静压能；内管：开口垂直于流向pA——滞点压力。滞点压力(冲压能)=静压能+动能RAB实际应用的毕托管示意图21(2)测量原理RAB实际应用的毕托管示意图21

CP：校正系数，一般取0.98～1.00(实测)流量计标定：校正流量计的过程。

(3)使用方法

1)测量点速度

问题：如何测平均流速、流量、速度分布平均流速：放于管中心处，测出umax，层流：湍流：CP：校正系数，一般取0.98～1.00(实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>5m/s；e〕压差较小时：可配合微差压差计使用。3)适用条件

大直径管路，流体含固体杂质时不宜采用。2)安装a〕管口截面：严格垂直于流体的流动方向；b〕测量4〕毕托管的优点：

构造简单；

使用方便；

流体的机械能损失很少。5〕毕托管的局限性：

测速管较多地用于测量气体流场中某点的速度；

测压孔易堵塞。4〕毕托管的优点：2.孔板流量计(1)构造及特点1)构造孔板：测量元件；缩脉：孔板后1/3～2/3d处。R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2

孔板流量计2.孔板流量计R121002d1S1u1d0S0u0d

压差计两种取压方式：

缩脉取压：孔板前1d孔板后0.5d处。

角接取压：孔板前后，并尽量靠近孔板。工业上，常用角接取压。

2)特点：节流式流量计(恒截面，变压差)(2)测量原理在上图所示的1-1、2-2面间列机械能衡算方程：假设不考虑阻力损失，有：压差计两种取压方式：(2)测量原理假设不考虑阻力损失，或考虑阻力损失，并以孔口流速u0代替缩脉处速度u2，那么有：又—流量系数或孔流系数式中：或考虑阻力损失，并以孔口流速u0代替缩脉处速度u2，那么有：0.820.800.780.760.740.720.700.680.660.640.620.601041051065550.600.550.450.200.650.700.750.80孔流系数C0流量系数与Re之间的关系直径比0.820.800.780.760.740.720.700.(3)安装要求1)稳定段长度：上游15~40d，下游5d处；2)不宜安装在要求阻力很小处(如泵入口)。(4)主要优缺点优点：构造简单，制造、使用方便，造价低；缺点：永久阻力损失大〔实测压差的75%〕。说明：当被测流体为气体时气体膨胀系数，是压力比、绝热指数级直径比的函数，可查表得到。(3)安装要求说明：当被测流体为气体时气体膨胀系数，是问题：怎样求流体流量？0.820.800.780.760.740.720.700.680.660.640.620.601041051065550.600.550.450.200.650.700.750.80孔流系数C0流量系数与Re之间的关系试差法d0/d1C0qvuRe假定步骤：问题：怎样求流体流量？0.820.800.780.760.7例题：以孔板流量计测量某气体的流量。气体温度为400℃，表压力为1.962MPa，管内径为190mm，孔板内径为130mm。在此条件下气体的密度为6.82kg/m3，粘度为23.75×10-6PaS，孔板前后的压差为58.86KPa，试求气体的质量流量〔设气体的膨胀系数ε=1〕例题：以孔板流量计测量某气体的流量。气体温度为400℃，表压d0/d1=0.13/0.19=0.68假设C0在定值区域内，用d0/d1值由图中查的C0=0.68而：μ=23.75×10-6PaS△P=58.86KPaS0=0.785d02=0.0133m2qm=8.1Kg/s校核Re及C0解：查表的C0=0.68，与假设一致，故假设正确。d0/d1=0.13/0.19=0.68假设C0在定值区域内3.文丘里流量计(1)构造及特点1)构造喉管2)特点

节流式流量计(恒截面，变压差)3.文丘里流量计喉管2)特点节流式流量计(3)安装要求稳定段长度：上游50d，下游10d。(4)主要优缺点

优点：永久阻力损失小(实测压差Δp1-3的10%)；

缺点：造价较高，本身尺寸较长。(5)孔板流量计和文丘里流量计1)只能测平均流速，不能测速度分布；2)采用试差法求流量系数Cv或C0；3)可绘制校正曲线，直接查取压差-流量关系。(3)安装要求(5)孔板流量计和文丘里流量计4.转子流量计(1)构造与特点1〕构造锥形体〔锥角约40〕；转子〔密度大于流体密度〕。2)特点：变截面，恒压差。从转子的悬浮高度直接读取流量数值。它由一个截面积自下而上逐渐扩大的锥形玻璃管构成。4.转子流量计2)特点：变截面，恒压差。从转子的悬列1-1及2-2间的机械能衡算方程：(2)测量原理

原理：转子在流体中受力平衡对控制体(含转子的圆柱体)作力衡算：z2z121转子受力分析转子体积流体流动方向列1-1及2-2间的机械能衡算方程：(2)测量原理z2z1转子流量计的流量系数转子流量计的流量系数(3)流量计的校正1)刻度标准(厂家)：液体20℃、水；气体20℃、101325Pa的空气。2)条件变化时，校正方法：*测不同种类流体时，a〕校正密度同一刻度下，S2：环隙截面积(3)流量计的校正2)条件变化时，校正方法：S2：环隙截b〕实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方法〕*量程不符时，改变转子ρf、Vf、Sf3)转子流量计的量程4)阻力损失b〕实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方(5)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)各种流量计在管路中的安装；为便于检修，各种流量计均应有旁路。(4)安装(5)使用1)必须垂直安装〔只能测垂直管中流量〕；(4)

1)优点阻力损失小，测量范围宽，流量计前后不需稳定管段。(6)转子流量计的优缺点2)缺点不耐高压(小于0.5MPa)，管道直径有限(小于50mm)。5.堰构造堰板----具有不同形状的缺口bHα三角形堰(2)用途：用于测定明渠中流体的流量。1)优点(6)转子流量计的优缺点2)缺点5.堰〔3〕流量对长方形堰口：式中：b—堰顶宽度，m；

H—堰口高度，m对三角形堰口：〔3〕流量对长方形堰口：式中：b—堰顶宽度，m；对三角形柏努利方程应用中有关截面选在内侧、外侧对方程中各项数值的影响11′22′U1,P1,Z1U1′,P1′,Z1′U2,P2,Z2U2′,P2′,Z2′u柏努利方程应用中有关截面选在内侧、外侧对方程中各项数值的影响一、各截面上流速的选择u1=0;u2′=0依据：大截面处流速为零u1′=u;u2=u二、各截面上高度Z的取值Z1=Z1′；Z2=Z2′一、各截面上流速的选择三、关于阻力损失的取值三、关于阻力损失的取值四、各截面上压力的取值管进口内、外侧压力不相等在1-1至1′-1′之间列方程静压能的减少用来抑制入口阻力损失及转换为动压能！四、各截面上压力的取值管进口内、外侧压力不相等在1-1至1′管出口内、外侧压力相等在2-2至2′-2′之间列方程动压能的减少刚好用来抑制出口阻力损失！管出口内、外侧压力相等在2-2至2′-2′之间列方程动压能的习题：如附图所示，常温水由一敞口储罐用泵送入塔内，水的流量为20m3/h，塔内压力为196KPa〔表压〕。泵的吸入管长度为5m，管径为φ108×4，泵出口到塔进口之间的管长为20m，管径为φ57×3.5。塔进口前的截止阀半开。求此管路系统输送水所需的外加机械能，取相对粗糙度ε/d=0.001。习题：10m1-12-210m1-12-2泵入口管的阻力损失：L=5m;d=0.1m90°弯头=35进口=0.5λ=0.0235u=0.708m/s泵入口管的阻力损失：L=5m;d=0.1m90°弯头=泵入口管的阻力损失：L=20m;d=0.05m90°弯头=35;共两个出口=1λ=0.0215u=2.83m/s截止阀=475545泵入口管的阻力损失：L=20m;d=0.05m90°弯《流速与流量的测定》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！《流速与流量的测定》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使流体阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况、壁面的形状等因素有关。直管阻力流体阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况、壁面的形状等因

式中：le——当量长度

式中：----局部阻力系数1〕当量长度法2〕局部阻力系数法查数据表式中：le——当量长度《流速与流量的测定》教学课件●以机械能衡算方程为根底的测定方法，应用公式：2.4流速和流量测定●流体的速度和流量测定是一个重要的测量参数；●测量用的方法和流量计的种类很多。●以机械能衡算方程为根底的测定方法，应用公式：2.41.测速管〔毕托管Pitot〕:测管路中流体的点流速(1)构造同心套管、压差计。RAB实际应用的毕托管示意图1.测速管〔毕托管Pitot〕:测管路中流体的点(2)测量原理

未放测速管时，截面各点均为静压能。放入测速管后，外管：开口平行于流向pB——静压能；内管：开口垂直于流向pA——滞点压力。滞点压力(冲压能)=静压能+动能RAB实际应用的毕托管示意图21(2)测量原理RAB实际应用的毕托管示意图21

CP：校正系数，一般取0.98～1.00(实测)流量计标定：校正流量计的过程。

(3)使用方法

1)测量点速度

问题：如何测平均流速、流量、速度分布平均流速：放于管中心处，测出umax，层流：湍流：CP：校正系数，一般取0.98～1.00(实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>5m/s；e〕压差较小时：可配合微差压差计使用。3)适用条件

大直径管路，流体含固体杂质时不宜采用。2)安装a〕管口截面：严格垂直于流体的流动方向；b〕测量4〕毕托管的优点：

构造简单；

使用方便；

流体的机械能损失很少。5〕毕托管的局限性：

测速管较多地用于测量气体流场中某点的速度；

测压孔易堵塞。4〕毕托管的优点：2.孔板流量计(1)构造及特点1)构造孔板：测量元件；缩脉：孔板后1/3～2/3d处。R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2

孔板流量计2.孔板流量计R121002d1S1u1d0S0u0d

压差计两种取压方式：

缩脉取压：孔板前1d孔板后0.5d处。

角接取压：孔板前后，并尽量靠近孔板。工业上，常用角接取压。

2)特点：节流式流量计(恒截面，变压差)(2)测量原理在上图所示的1-1、2-2面间列机械能衡算方程：假设不考虑阻力损失，有：压差计两种取压方式：(2)测量原理假设不考虑阻力损失，或考虑阻力损失，并以孔口流速u0代替缩脉处速度u2，那么有：又—流量系数或孔流系数式中：或考虑阻力损失，并以孔口流速u0代替缩脉处速度u2，那么有：0.820.800.780.760.740.720.700.680.660.640.620.601041051065550.600.550.450.200.650.700.750.80孔流系数C0流量系数与Re之间的关系直径比0.820.800.780.760.740.720.700.(3)安装要求1)稳定段长度：上游15~40d，下游5d处；2)不宜安装在要求阻力很小处(如泵入口)。(4)主要优缺点优点：构造简单，制造、使用方便，造价低；缺点：永久阻力损失大〔实测压差的75%〕。说明：当被测流体为气体时气体膨胀系数，是压力比、绝热指数级直径比的函数，可查表得到。(3)安装要求说明：当被测流体为气体时气体膨胀系数，是问题：怎样求流体流量？0.820.800.780.760.740.720.700.680.660.640.620.601041051065550.600.550.450.200.650.700.750.80孔流系数C0流量系数与Re之间的关系试差法d0/d1C0qvuRe假定步骤：问题：怎样求流体流量？0.820.800.780.760.7例题：以孔板流量计测量某气体的流量。气体温度为400℃，表压力为1.962MPa，管内径为190mm，孔板内径为130mm。在此条件下气体的密度为6.82kg/m3，粘度为23.75×10-6PaS，孔板前后的压差为58.86KPa，试求气体的质量流量〔设气体的膨胀系数ε=1〕例题：以孔板流量计测量某气体的流量。气体温度为400℃，表压d0/d1=0.13/0.19=0.68假设C0在定值区域内，用d0/d1值由图中查的C0=0.68而：μ=23.75×10-6PaS△P=58.86KPaS0=0.785d02=0.0133m2qm=8.1Kg/s校核Re及C0解：查表的C0=0.68，与假设一致，故假设正确。d0/d1=0.13/0.19=0.68假设C0在定值区域内3.文丘里流量计(1)构造及特点1)构造喉管2)特点

节流式流量计(恒截面，变压差)3.文丘里流量计喉管2)特点节流式流量计(3)安装要求稳定段长度：上游50d，下游10d。(4)主要优缺点

优点：永久阻力损失小(实测压差Δp1-3的10%)；

缺点：造价较高，本身尺寸较长。(5)孔板流量计和文丘里流量计1)只能测平均流速，不能测速度分布；2)采用试差法求流量系数Cv或C0；3)可绘制校正曲线，直接查取压差-流量关系。(3)安装要求(5)孔板流量计和文丘里流量计4.转子流量计(1)构造与特点1〕构造锥形体〔锥角约40〕；转子〔密度大于流体密度〕。2)特点：变截面，恒压差。从转子的悬浮高度直接读取流量数值。它由一个截面积自下而上逐渐扩大的锥形玻璃管构成。4.转子流量计2)特点：变截面，恒压差。从转子的悬列1-1及2-2间的机械能衡算方程：(2)测量原理

原理：转子在流体中受力平衡对控制体(含转子的圆柱体)作力衡算：z2z121转子受力分析转子体积流体流动方向列1-1及2-2间的机械能衡算方程：(2)测量原理z2z1转子流量计的流量系数转子流量计的流量系数(3)流量计的校正1)刻度标准(厂家)：液体20℃、水；气体20℃、101325Pa的空气。2)条件变化时，校正方法：*测不同种类流体时，a〕校正密度同一刻度下，S2：环隙截面积(3)流量计的校正2)条件变化时，校正方法：S2：环隙截b〕实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方法〕*量程不符时，改变转子ρf、Vf、Sf3)转子流量计的量程4)阻力损失b〕实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方(5)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)各种流量计在管路中的安装；为便于检修，各种流量计均应有旁路。(4)安装(5)使用1)必须垂直安装〔只能测垂直管中流量〕；(4)

1)优点阻力损失小，测量范围宽，流量计前后不需稳定管段。(6)转子流量计的优缺点2)缺点不耐高压(小于0.5MPa)，