16 流速和流量测定PPT.pptVIP

第 1 章　流 动 流 动 第5讲：1.6 流体流速和流量的测定1 、毕托管（Pitot tube ）2 、孔板流量计（orifice meter）3 、转子流量计（rotameter) * * 第1章 流体流动（12学时） 机械能衡算方程式的灵活应用 1.6 流速和流量的测量 1、 毕托管 Pitot tube A点为驻点 uA=0 注意:毕托管测到的是点速度,即放在什么位置,就测到此处流体的点速度。 2点为驻点 u2=0 简单的测速管 毕托管安装注意以下几点； （1）测量点位于均匀流段，上、下游最好有（8~12）d的直管长度； （2）毕托管截面严格垂直于流动方向，否则，任何偏离都将造成负的偏差； （3）毕托管 d0 例：在一内径为 300mm 的管道中，用毕托管来测定平均分子质量为 60 的气体流速。管内气体的温度为40oC，压强为101.3kPa ，粘度0.02mPa.s 。已知在管道同一横截面上测得毕托管水柱最大读数为30mm 。问此时管内气体的平均速度为若干？ 解： 2、孔板流量计 orifice meter 2截面称为缩脉vena contracta 截面1至截面2机械能衡算式 考虑：1 流体 通过孔口时存在阻力损失；2 以A0代替A2 ；3 实际测压2不一定正好选在缩脉之处。 工程处理方法：系数校正法 称为孔流系数 2、孔板流量计 orifice meter 对于气体和蒸气，必须考虑流体流经孔板时由于压强降低而引起气体体积的增大，若以ε表示气体体积膨胀系数，则气体流量为 Re临界值 当Re Re临界时， 一般 α=0.6~0.7 孔板流量计的测量范围受U形压差计量程决定。 此情况下α 与被测流体的流速u无关。则被测流量（或流速）仅是U形压差计读数R的函数。 即 孔板流量计的永久阻力损失 或者 2、孔板流量计 orifice meter 孔板流量计安装位置的要求： 管径不变的水平直管段上，上游长度至少为管径的10倍，下游长度至少为管径的5倍。 要测定一定的流量值，孔板孔径 d0 选得愈小，R 读数愈大，测定的相对误差愈小。但是，流体通过孔板所产生的永久性能量损失愈大。要使得所选的孔板孔径 d0 值同时满足以下三方面的要求： ①测量精度满足要求（R 达到一定数值）； ②孔板流量系数 C0 不随被测流量变化，仅与所选的孔径 d0 有关； ③孔板所产生的永久性能量损失不能超出设计规定值。 2、孔板流量计 orifice meter 例：孔板流量计 在一直径为 50mm 的管道上装一标准的孔板流量计，孔径为 25mm，U形管压差计（以汞为指示剂）读数为220mm。管内液体密度为 1050kg/m3 ，粘度为 0.6mPa.s ，试计算液体流量。 解：设管内Re值已经超过极限允许值，首先仅根据 查 例：孔板流量计 某鼓风机通过一根内径 300mm 的输气管向设备供气，已知风机出口处的静压为 150mmH2O （表压）时，空气流量为 4000m3/h（以 20oC 时的体积计）。现要在输气管上设置标准孔板，希望达到上述流量时，其压差读数不小于100mmH2O ，而永久压力降不超过 50mmH2O 。大气压为101.3kPa 。求：（1）孔板孔径；（2）此孔板的功率消耗。 解：（1） 空气的平均压强 核算：①孔流系数C0是否稳定； ②U形管读数能否达到100mmH2O； ③永久压降值。 孔板流量计特点： 结构简单、机械能损失大。 2、孔板流量计 orifice meter 文丘里（Venturi）流量计 属差压式流量计； 能量损失小，造价高。 3 、转子流量计 rotameter 结构与原理 从转子的悬浮高度直接读取流量数值（上端刻度）。 转子流量计的特性 垂直方向上转子力平衡 Af 为转子在流体流动方向上的投影面积。式子两边同时乘以Af 特性1: 恒压差 特性2: 恒流速 如何指示流量变化? 位置高时,环隙面积A0变大。 2′ 1′ 1 2 注意：不应再考虑浮力。 *