第四章压力流量

第四章压力流量1第1页，共18页，2023年，2月20日，星期三液柱式压力计的测量误差及其修正环境温度变化的影响环境温度偏离规定温度20°C后，封液密度改变对压力计读数影响的修正公式为

式中：h20为20°C时封液液柱高度；

h为t°C时封液液柱高度；

β为封液的体膨胀系数；t为测量时的实际温度。2第2页，共18页，2023年，2月20日，星期三液柱式压力计的测量误差及其修正重力加速度变化的修正仪器使用地点的重力加速度gφ由下式计算

式中：H,φ为使用地点海拔高度（m）和纬度(°)；gN为9.80665m/s2，标准重力加速度；R为6356766m，地球的公称半径。

式中：hN为标准地点封液液柱高度；

hφ为测量地点封液液柱高度。3第3页，共18页，2023年，2月20日，星期三液柱式压力计的测量误差及其修正毛细现象造成的误差毛细现象使封液表面形成弯月面，这不仅会引起读数误差，而且会引起液柱的升高或降低。这种误差与封液的表面张力、管径、管内壁的洁净度等因素有关，难以精确得到。实际应用时，常常通过加大管径来减少毛细现象的影响。当封液为酒精时，管子内径d≥3mm；水、水银作封液，d≥8mm。此外液柱式压力计还存在刻度、读数、安装等方面的误差。读数时，眼睛应与封液弯月面的最高点或最低点持平，并沿切线方向读数。U型管压力计和单管压力计都要求垂直安装，否则将带来较大误差。4第4页，共18页，2023年，2月20日，星期三1）压力表的选择仪表量程的选择：在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应超过仪表满量程的3/4；在压力波动较大时，不应超过仪表满量程的2/3；为保证测量的准确度，最小工作压力不应小于满量程的1/3。我国生产的压力表有统一的量程系列，它们是1、1.6、2.5、4.0、6.0kPa以及它们的10n倍数。仪表精度的选择：主要根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。仪表类型的选择：从压力大小来考虑：小压力采用液柱式或膜盒式，较大的采用弹簧管。从被测介质来考虑：腐蚀性介质采用不锈钢材质，氧气、乙炔等介质采用专用的压力表。压力表的选择与校验5第5页，共18页，2023年，2月20日，星期三2）压力仪表的校验常用的校验仪表是活塞式压力计。校验就是将被校压力表和标准压力表通以相同压力，比较它们的指示值，如果被校表对于标准表的读数误差不大于被校表的最大允许绝对误差时，则认为被校表合格。压力表的选择与校验6第6页，共18页，2023年，2月20日，星期三1-油杯；2-针阀；3-进油阀；4-油缸；5-活塞；6-砝码；7-托盘；8-联接螺母；9-导管；10-手摇油泵；11-水平调节螺钉；12-底盘7第7页，共18页，2023年，2月20日，星期三气流压力测量总压测量静压测量动压测量不敏感偏流角总压管：L型、带导流套、多点、附面层静压孔静压管：L型、圆盘型、带导流套动压管：皮托管、笛形、遮板式、靠背式平面气流速度的测量8第8页，共18页，2023年，2月20日，星期三总压的测量方法及不敏感偏流角用于总压测量的测压管称为总压管。总压管的一端管口轴线对准气流方向，另一端管口与二次仪表相连，这样便可测出被测点的气流总压与大气压之差。要求管口无毛刺，壁面光洁；并要求管口轴线对准来流方向。习惯上取使测量误差占速度头1%的偏流角αp作为总压管的不敏感偏流角，αp的范围越大，对测量越有利。9第9页，共18页，2023年，2月20日，星期三静压测量壁面静压孔静压孔的位置应选在流体流线是直线的地方，要求开孔处有足够的直管段，管道内壁面要光滑平整。静压孔的设计加工技术要求静压孔的开孔直径一般以0.5mm～1.0mm为宜。静压孔的轴线应和管道内壁面垂直，孔的边缘应尖锐，无毛刺，无倒角，孔的壁面应光滑。静压孔的深度为l，直径为d，一般取l/d≥3。连接静压孔与导压管的管接头要固定在流道壁上，只要流道壁厚度允许，螺纹连接的方法比焊接的方法好，以免热应力使壁面变形，干扰流场。10第10页，共18页，2023年，2月20日，星期三流量的测量方法可分为直接测量法和间接测量法。直接测量法：用标准容积和标准时间计量后，计算平均流量。间接测量法：通过测量与流量有关的物理量得出流量。间接测量法的常见形式流速法节流差压法变面积式涡轮机械式旋涡式电磁式超声波11第11页，共18页，2023年，2月20日，星期三流速法基本原理对于不可压流体对于可压流体上式表明：只要测得流体的总压、静压、总温，就可以计算出流体的流速，进而计算出流量。12第12页，共18页，2023年，2月20日，星期三差压式流量计：流体流动中，当流道的截面积突然缩小时，其流速升高而压力降低，通过测量收缩面前后的压力差得到流量，此类流量计统称为差压式流量计。13第13页，共18页，2023年，2月20日，星期三差压式流量计的构成由节流件、取压装置、阻流件、中间管道组成。上游第二个阻流件上游第一个阻流件节流件取压装置下游第一个阻流件中间管道14第14页，共18页，2023年，2月20日，星期三常用节流元件15第15页，共18页，2023年，2月20日，星期三节流原理流速收缩：沿管道轴向流动的流体，当遇到节流装置时，近壁处的流体由于受到节流装置的阻挡最大，促使流体的一部分动压头转换为静压头，体现在P1的升高。ΔP的产生：由于节流装置造成流束的局部收缩，同时流体又是保持连续流动，因此在截面积最小流速达到最大，而压力最低。流量越大，流束的局部收缩和能量转换越显著，因此节流装置两端的压差也越大。16第16页，共18页，2023年，2月20日，星期三标准节流装置中的管道节流件上下游侧最小直管段长度与节流件上下游侧阻力件的形式和节流件开孔直径比β有关.L1的长度取决于节流件上游第一个阻流件的形式和β值.L2的长度取决于节流件下游第一个阻流件的形式和β值.L0的长度按节流件上游第二个阻流件的形式和β=0.7查L1的一半.17第17页，共18页，2023年，2月20日，星期三流量计的标定目前所应用的流量