杨凌职业技术学院：《食品工程原理》第一章（1-6） 流速和流量的测量

第一章 流体流动 一、测速管 二、孔板流量计 三、文丘里流量计 第六节 四、转子流量让 流速和流量的测量 下页 國国 2021/2/21

2021/2/21 第一章 流体流动 一、测速管 二、孔板流量计 三、文丘里流量计 第六节 四、转子流量计 流速和流量的测量

变压头流量计将流体的动压头的变化以静压头 的变化的形式表示出来。一般, 读数指示由压强差换算而来。 流量计 如:测速管、孔板流量计和文丘 里流量计 变截面流量计流体通过流量计时的压力降是固 定的,流体流量变化时流道的截 面积发生变化,以保持不同流速 下通过流量计的压强降相同 如:转子流量计 2021/2/21 上页下页返回

2021/2/21 流量计 变压头流量计 变截面流量计 将流体的动压头的变化以静压头 的变化的形式表示出来。一般， 读数指示由压强差换算而来。 如：测速管、孔板流量计和文丘 里流量计 流体通过流量计时的压力降是固 定的，流体流量变化时流道的截 面积发生变化，以保持不同流速 下通过流量计的压强降相同。 如：转子流量计

测速管 1、测速管(皮托管)的结构 2 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 一、测速管 1、测速管（皮托管）的结构

2、测速管的工作原理 对于某水平管路,测速管的内管A点测得的是管口所在 位置的局部流体动压头与静压头之和,称为冲压头。 2 8 pg B点测得为静压头 PB B 冲压头与静压头之差 a-h pA- Pg-2 g 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 2、测速管的工作原理 对于某水平管路，测速管的内管A点测得的是管口所在 位置的局部流体动压头与静压头之和，称为冲压头 。 g p g u h A A  = + 2 2 B点测得为静压头 g p h B B  = 冲压头与静压头之差 g u g p p h h A B A B 2 2 = − − = 

压差计的指示数R代表A,B两处的压强之差。 若所测流体的密度为p,U型管压差计内充有密度为p的 指示液,读数为R Rlp-p)g 2 g 8 2gR(p-p ——测速管测定管内流体的基本原理和换算公式 实际使用时 2gR(p-p) u=c c=0.98~1.00 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 压差计的指示数R代表A，B两处的压强之差。 若所测流体的密度为ρ，U型管压差计内充有密度为ρ’的 指示液，读数为R。 ( ) g R g g u   − = ' 2 2  2 ( − )  = gR u ——测速管测定管内流体的基本原理和换算公式 实际使用时  2 ( − ) = gR u c c=0.98~1.00

3、使用皮托管的注意事项 1)测速管所测的速度是管路内某一点的线速度,它可以 用于测定流道截面的速度分布。 2)一般使用测速管测定管中心的速度,然后可根据截面 上速度分布规律换算平均速度。 3)测速管应放置于流体均匀流段,且其管口截面严格垂 直于流动方向,一般测量点的上,下游最好均有50倍直径长 的直管距离,至少应有8~12倍直径长的直管段 4)测速管安装于管路中,装置头部和垂直引出部分都将 对管道内流体的流动产生影响,从而造成测量误差。因此, 除选好测点位置,尽量减少对流动的干扰外,一般应选取皮 托管的直径小于管径的1/50。 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 3、使用皮托管的注意事项 1）测速管所测的速度是管路内某一点的线速度，它可以 用于测定流道截面的速度分布。 2）一般使用测速管测定管中心的速度，然后可根据截面 上速度分布规律换算平均速度。 3）测速管应放置于流体均匀流段，且其管口截面严格垂 直于流动方向，一般测量点的上，下游最好均有50倍直径长 的直管距离，至少应有8~12倍直径长的直管段。 4）测速管安装于管路中，装置头部和垂直引出部分都将 对管道内流体的流动产生影响，从而造成测量误差。因此， 除选好测点位置，尽量减少对流动的干扰外，一般应选取皮 托管的直径小于管径的1/50

二、孔板流量计 1、孔板流量计的结构 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 二、孔板流量计 1、孔板流量计的结构

2、孔板流量计的工作原理 流体流到孔口时,流股截面收缩,通过孔口后,流股还 继续收缩,到一定距离(约等于管径的1/3至2/3倍)达到最 小,然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面,流股截面最小 处,速度最大,而相应的静压强最低,称为缩脉。因此, 流体以一定的流量流经小孔时,就产生一定的压强差,流量 越大,所产生的压强差越大。因此,利用测量压强差的方法 就可测量流体流量。 在1-1”和2-2’间列柏努利方程,略去阻力损失 p2 2 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 2、孔板流量计的工作原理 流体流到孔口时，流股截面收缩，通过孔口后，流股还 继续收缩，到一定距离（约等于管径的1/3至2/3倍）达到最 小，然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面，流股截面最小 处，速度最大，而相应的静压强最低，称为缩脉。因此，当 流体以一定的流量流经小孔时，就产生一定的压强差，流量 越大，所产生的压强差越大。因此，利用测量压强差的方法 就可测量流体流量。 在1-1’和2-2’间列柏努利方程，略去阻力损失 2 2 2 2 2 2 p1 u1 p u + = +  

P1-p2l2-t1 2 2 P1-P2 l 2 2(p1-p0) D CD:排出系数。取决于截面比AA,管内雷诺数Ra孔口的形 状及加工精度等 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 1 1 2 2 0 0 Au = A u = A u                 = − − = −  2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 2 2 A p p u u u A  ( )  1 2 2 1 2 2 2 1 1 p p A A u −       −  = ( )  1 0 2 1 0 0 2 1 1 p p A A u CD −       − = CD：排出系数。取决于截面比A0 /A1 ,管内雷诺数Re1 ,孔口的形 状及加工精度等

与 合并 D 2(p1-p 0 用孔板前后压强的变化来计算孔板小孔流速un的公式 U型管压差计读数为R,指示液的密度为pA Po=gR(P-p) 4=Cn/28R- 2021/2/21 上页下及

2021/2/21 与 2 1 0 1 1       − A A 合并 2 1 0 0 1       = − A A C CD ( )  1 0 0 0 2 p p u C −  = 用孔板前后压强的变化来计算孔板小孔流速u0的公式 U型管压差计读数为R，指示液的密度为ρA − = ( − ) A p1 p0 gR ( )   −  = A gR u C 2 0 0