边界层-压力计及压差计-流速及流量的测量

边界层压力计与压差计测量2023/3/9边界层压力计与压差计的测量流速与流量的测量2023/3/9边界层：紧贴壁面特别薄的一区域，流体速度的变更主要发生在这里。概念：主体区（外流区）：边界层以外的流淌区域。黏度应力：两相邻流体层之间单位面积上的内摩擦力（事实上是表面力中的切应力，又称剪应力，用τyx表示。黏度：速度梯度为1时，单位受力面积上流体层之间内摩擦力的大小。一：边界层2023/3/9流体流经固体壁前缘时，边界层的流淌一般为层流，称为层流边界层。随着流淌距离的增大，Re=ρν∞χ/μ数值变大，会有一段过渡到湍流，称为过渡区边界层。边界层内流淌将会出现不稳定状态，并渐渐过渡到湍流，此后的边界层称为湍流边界层。边界层的形成与发展2023/3/9Le充分发展的流淌边界层管内充分发展：层流时：Le/d≈0.05Re（Re=ρud/μ)

湍流时：le≈40~50d进口段长度（Le）：流淌达到充分发展所需的管长P702023/3/9边界层压力计与压差计的测量流速与流量的测量2023/3/9二：静力学基本方程的应用：压力计与压差计的测量1.压力计：2023/3/92023/3/9（1）U形压差计

设指示液的密度为，被测流体的密度为。

A与A’面为等压面，即而p1p2mRAA’2.压差计：2023/3/9所以整理得若被测流体是气体，，则有2023/3/9

密度接近但不互溶的两种指示液A和C

；（2）双液体U管压差计

扩大室内径与U管内径之比应大于10。适用于压差较小的场合。2023/3/9（3）倒U形压差计

指示剂密度小于被测流体密度，如空气作为指示剂。

（5）复式压差计

（4）倾斜式压差计

适用于压差较小的状况。适用于压差较大的状况。2023/3/9边界层压力计与压差计的测量流速与流量的测量2023/3/9三：流速与流量的测量测速管（皮托管）孔板流量计文丘里流量计转子流量计2.质量流速：单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。流速：单位时间内流体质点在流淌方向上所流经的距离。kg/（m2·s）m/s（平均流速）：流量与流速的关系：

2023/3/9一、测速管

测速管又称皮托（Pitot）管测量原理：流体以流速u流向测速管，在内管口A处降为0。内管处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（能）。u2023/3/9内外管之压强差为：若运用U形管压差计，所测流体的密度为ρ，U型管压差计内充有密度为ρ0的指示液，读数为R。2023/3/9

将U形压差计公式代入式中，得：依据u0即可计算流体的体积流量：质量流量：流量的计算：

2023/3/9文丘里流量计的流量计算

由于文丘里流量计的测量原理与孔板流量计相同，其流量计算公式也与孔板流量计相像，即：三、文丘里（Venturi）流量计

2023/3/91、转子流量计的结构（1）上粗下细的锥形玻璃管（锥角约在4°左右）；（2）管内一个密度大于被测流体的固体转子（或称浮子）；（3）流体自玻璃管底部流入，经过转子和管壁之间的环隙，再从顶部流出。四、转子流量计2023/3/9转子流量计的流量方程：

转子流量计流动示意图u00′1′01转子共受到三个力：重力（向下）、

压力（向上）、浮力（向