化工原理 第一章第三节流体流动PPT讲稿.ppt

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1、化工原理 第一章第三节流体流动2022/10/7第1页，共16页，编辑于2022年，星期五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 2022/10/7第2页，共16页，编辑于2022年，星期五 一、测速管一、测速管 1、测速管（皮托管）的结构、测速管（皮托管）的结构2022/10/7第3页，共16页，编辑于2022年，星期五2、测速管的工作原理、测速管的工作原理

2、 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。B点测得为静压头冲压头与静压头之差2022/10/7第4页，共16页，编辑于2022年，星期五 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，U型管压差计内充有密度为的指示液，读数为R。测速管测定管内流体的基本原理和换算公式 实际使用时c=0.981.00 2022/10/7第5页，共16页，编辑于2022年，星期五3、使用皮托管的注意事项、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

3、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812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。2022/10/7第6页，共16页，编辑于2022年，星期五二、孔板流量计二、孔板流量计1、孔板流量计的结构、孔板流量计的结构R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2 孔板流量计2022/10/7第7页，共16页，编辑于20

4、22年，星期五2、孔板流量计的工作原理、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 2022/10/7第8页，共16页，编辑于2022年，星期五CD：孔流系数。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。2022/10/7

5、第9页，共16页，编辑于2022年，星期五与合并 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A 2022/10/7第10页，共16页，编辑于2022年，星期五C0-孔流系数，C0=f(A0/A1,Re1)2022/10/7第11页，共16页，编辑于2022年，星期五 当Re1超过某界限值时，C0不再随Re1而变，C0=const，此时流量就与压差计读数的平方根成正比，因此，在孔板的设计和使用中，希望Re1大于界限值。3、孔板流量计的优缺点、孔板流量计的优缺点优点：构造简单，安装方便 缺点：流体通过孔板流量计的阻力损失很大 孔板的缩口愈小，孔口速度愈大

6、，读数就愈大，阻力损失愈大。所以，选择孔板流量计A0/A1的值，往往是设计该流量计的核心问题。2022/10/7第12页，共16页，编辑于2022年，星期五三、文丘里流量计三、文丘里流量计管道中的流量为 优点：阻力损失小，大多数用于低压气体输送中的测量 缺点：加工精度要求较高，造价较高，并且在安装时流量计本身占据较长的管长位置。2022/10/7第13页，共16页，编辑于2022年，星期五四、转子流量计四、转子流量计1、转子流量计的结构及工作原理、转子流量计的结构及工作原理 2、流量公式、流量公式 假设在一定的流量条件下，转子处于平衡状态，截面2-2和截面1-1的静压强分别为p2和p1,若忽略

7、转子旋转的切向力2022/10/7第14页，共16页，编辑于2022年，星期五CR为转子流量计的流量系数，AR为环隙面积 流量与环隙面积有关，在圆锥形筒与浮子的尺寸固定时，AR决定于浮子在筒内的位置，因此，转子流量一般都以转子的位置来指示流量，而将刻度标于筒壁上。转子流量计在出厂时一般是根据20的水或20、0.1MPa下的空气进行实际标定的，并将流量值刻在玻璃管上。使用时若流体的条件与标定条件不符时，应实验标定或进行刻度换算。2022/10/7第15页，共16页，编辑于2022年，星期五 下标1代表标定流体（水或空气）的流量和密度值，下标2代表实际操作中所用流体的流量和密度值。2022/10/7第16页，共16页，编辑于2022年，星期五