西北大学：《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）第一章 流体流动 第七节 流速和流量的测量

西北大学化工原理课件 u A • R g u g p g pA A 2 2 = + ρ ρ pA − p = R( ) ρi − ρ g R( )g u i A ρ = ρ − ρ 2 2 ( ) ρ ρ − ρ = i A gR u 2 -点速度 第七节 流速和流量的测量 一、毕托管 1、毕托管的测速原理

西北大学化工原理课件 u A • R g u g p g pA A 2 2 = + ρ ρ pA − p = R( ) ρi − ρ g R( )g u i A ρ = ρ − ρ 2 2 ( ) ρ ρ − ρ = i A gR u 2 -点速度 第七节 流速和流量的测量 一、毕托管 1、毕托管的测速原理

西北大学化工原理课件 讨论： （1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布 曲线； （2）流量的求取： ∫ 由速度分布曲线积分 VS = udA max ~ Remax 测管中心最大流速，由 求平均 u u 流速，再计算流量

西北大学化工原理课件 讨论： （1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布 曲线； （2）流量的求取： ∫ 由速度分布曲线积分 VS = udA max ~ Remax 测管中心最大流速，由 求平均 u u 流速，再计算流量

西北大学化工原理课件 0.9 0.8 u umax 0.7 0.6 0.5 102 103 104 105 106 107 Remax=ρumaxd/μ Re=ρud/μ 测 umax→平均速度→流量

西北大学化工原理课件 0.9 0.8 u umax 0.7 0.6 0.5 102 103 104 105 106 107 Remax=ρumaxd/μ Re=ρud/μ 测 umax→平均速度→流量

西北大学化工原理课件 z 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。 z 测速管安装时，必须保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。 z 测速管管口截面要严格垂直于流动方向。 z 测气体时， ρ ρ ρ ρ i gR i u 2 >> ∴ = 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 2、测速管加工及使用注意事项

西北大学化工原理课件 z 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。 z 测速管安装时，必须保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。 z 测速管管口截面要严格垂直于流动方向。 z 测气体时， ρ ρ ρ ρ i gR i u 2 >> ∴ = 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 2、测速管加工及使用注意事项

西北大学化工原理课件 二、孔板流量计 1、结构与原理 两种取压方式： (1)角接法 取压口在法兰上； (2)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

西北大学化工原理课件 二、孔板流量计 1、结构与原理 两种取压方式： (1)角接法 取压口在法兰上； (2)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

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 p1 p2 1 2 0 R 孔板流量计 视频 在1-1′和2-2′截面间列柏 努利方程，暂不计能量损失 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 u p u p + = + ρ ρ 变形得 ρ 1 2 2 1 2 2 2 u u p − p = − ρ p u u Δ − = 2 2 1 22 问题：（1）实际有能量损失； （2）缩脉处A2未知

西北大学化工原理课件 p1 p2 1 2 0 R 孔板流量计 视频 在1-1′和2-2′截面间列柏 努利方程，暂不计能量损失 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 u p u p + = + ρ ρ 变形得 ρ 1 2 2 1 2 2 2 u u p − p = − ρ p u u Δ − = 2 2 1 22 问题：（1）实际有能量损失； （2）缩脉处A2未知

西北大学化工原理课件 解决方法：用孔口速度u0替代缩脉处速度u2，并引入 校正系数 C0: ρ p u u C Δ − = 2 2 1 20 1 0 1 0 A A u = u ρ p A A C u Δ − = 2 1 ( ) 2 1 0 0 由连续性方程 令 2 1 0 0 1 ( ) AA C C − =

西北大学化工原理课件 解决方法：用孔口速度u0替代缩脉处速度u2，并引入 校正系数 C0: ρ p u u C Δ − = 2 2 1 20 1 0 1 0 A A u = u ρ p A A C u Δ − = 2 1 ( ) 2 1 0 0 由连续性方程 令 2 1 0 0 1 ( ) AA C C − =

西北大学化工原理课件 ρ 2 ( ρ ρ ) 0 0 0 − = Rg u C 体积流量 ρ 2 ( ρ ρ ) 0 0 0 0 0 − = = Rg VS u A C A 质量流量 2 ( ) m S = C 0 A 0 Rgρ ρ 0 − ρ ρ p u C Δ = 2 则 0 0 C 0 ——流量系数（孔流系数） A 0 ——孔面积

西北大学化工原理课件 ρ 2 ( ρ ρ ) 0 0 0 − = Rg u C 体积流量 ρ 2 ( ρ ρ ) 0 0 0 0 0 − = = Rg VS u A C A 质量流量 2 ( ) m S = C 0 A 0 Rgρ ρ 0 − ρ ρ p u C Δ = 2 则 0 0 C 0 ——流量系数（孔流系数） A 0 ——孔面积

西北大学化工原理课件 讨论： （1）特点： 恒截面、变压差——差压式流量计 （2）流量系数C0 对于取压方式、结构尺寸、加工状况均已规定 的标准孔板： (Re , ) 1 0 0 A A C f = d μ 1ρ 1 Re d u Re是以管道的内径d d = 1计算的雷诺数

西北大学化工原理课件 讨论： （1）特点： 恒截面、变压差——差压式流量计 （2）流量系数C0 对于取压方式、结构尺寸、加工状况均已规定 的标准孔板： (Re , ) 1 0 0 A A C f = d μ 1ρ 1 Re d u Re是以管道的内径d d = 1计算的雷诺数