《化工原理》课程教学资源（PPT讲稿）第一章 流体流动 第七节 流量的测定

第七节流量的测定简单介绍几种常用的流量计测量原理、构造及应用等

第七节 流量的测定 简单介绍几种常用的流量计测量原理、构 造及应用等

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

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，以保持不同流量 下通过流量计的压强降相同。 如：转子流量计

测速管----皮托管一1、测速管（Pitottube）的结构2OD外管测得流体的静压能：pi/p2△p冲压能与静压能之差△p/p=u2/2，所以p

一、测速管-皮托管 外管测得流体的静压能：p1 /ρ 冲压能与静压能之差Δp/ρ =u1 2 /2 ，所以 1 2 p u  =  2 2 1 1 2 p u p   = + 1、测速管（Pitot tube）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。PW2gpgB点测得为静压头h =ppghh,11冲压头与静压头之差BAh -h2g压差计的指示数R代表A，B两处的压强之差

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 2 2 u p h g g  = + B点测得为静压头 1 p h g = 冲压头与静压头之差 2 2 1 2 u h h g − = A B 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。u2R(p'-p)g2gpgRT2gR(p-pu一测速管测定管内流体的基本原理和换算公式2gR(p'- p)实际使用时C=0.98~1.00u=P

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。「图1-20：u/umaxRe]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，尽量减少对流动的于扰外，一般应选取皮托管的直径小于管径的1/50

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。[图1-20：u/umax ～Re] 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（Orificemeter）的结构oCCCCC一两种取压方式：孔板流量计角接法：取压口在法兰上；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

孔板流量计 1’ 1 2’ 2 二、孔板流量计 1、孔板流量计（Orifice meter）的结构 两种取压方式： 角接法：取压口在法兰上； 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

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。特点：恒管径，变压差，变流速

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。 特点：恒管径，变压差，变流速

孔板流量计9

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A、计算公式的推导在1-1'和2-2'间列柏努利方程，略去阻力损失Pi + u?=P2+u?A,u, = A,uz22pOu2u2up2pi()22p2(pi - po)2(pl- p2)uo = CD.u.O/1-(4/4)V1-(A%A

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 + = +   A u A u 1 1 2 2 =                 = − − = −  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 −       − = A、计算公式的推导