流体力学孔板流量计的原理及应用

孔板流量计的原理
❖ 定性分析:来流为不可压缩的正压稳定流体，在断面1—1 处流动未受孔板的扰动,各流线均与管道 中心线平行，流 至孔板附近时发生静脉收缩效应,在断面c-c处截面积达到 最小。 由伯努利方程可知， c-c断面的流速达到最大， 压强达到最小，此时流线 也与管道中心平行。 而后 v 变小
❖ 文丘里流量计流道是渐所渐放的,能量损失比 孔板流量计损失要小得多,测量值精确度较高。
谢谢大家
石工04—（3）全体同学
v流1 量v ：2(hC(D2CDm1442
)g
1)
z2
h
z1 pc'
p1'
2
Q D1
4
2h(m )g p1 gz1 p1'
(
D4 1
C D2 4 C2
1)
pc gzc pc'
•p c' mgh p1'
z1 zc h
几种流量计的比较
❖ 孔板流量计:在孔板前后要产生涡旋区,因而流 动的阻力损失较大
其中 p0, 0 为一参考点的密度和压强。
此时气体正压。
P RT
p0 0RT
p p0 0
（2）对于不可压缩流体，因质点密度不变，也认为是正压的
❖ 自由流线：绕拐角或锐边的流线，与壁面是分离的，称为 自由流线。沿自由流线的压力是常数。
❖ 滞留区：在壁面和自由流线之间的区域。滞留区的压力为 一定值。
❖ 适用条件：不可压缩的正压流体作定常流动。
❖ 量纲分析: (m / s)2
流量的测量方法
❖ (1)质量法或容积法测流量
体积V可用量桶测量，t 可用秒表测量。 Q V t
（2）节流式流量计 将流量的测量转化为容易实现的压力测量。 工作原理：人为地改变过流断面面积，并利用两个不
同面积的断面之间所产生的压力差，根据伯努力方程式建 立起流量与压差之间的关系式。
p 变大
孔板流量计的原理
❖ 定量分析： 选取 1—1 截面和c-c截面为研究
对象
❖ 1-1截面： ❖ c-c截面:
v p 1
1
v p 2
2
伯努利方程：
v2 1
p1
v2 c
pc
2 2
质量守恒方程：
Acvc CcA2vc A1v1
压差计算：
p1 - pc (m - )gh
流速：
p1 pc
孔板流量计的原理及应用
石油工程04－3班
三部分讲解
◆相关概念的介绍 ◆伯努利方程 ◆孔板流量计的原理
相关概念的介绍
★正压流体与斜压流体：
流体的密度一般是温度（T）、压强（P）等量的函数（P= RT）,这种流体称为斜压流体。
正压流体:流体的密度只是压强的函数。
在什么条件下流体才是正压流体呢？
(1)若完全气体运动时，其过程是绝热或等温的，由状态方程
2
孔口流出和变截面
流体沿流线流动
管道流动进行仔细
U v2 const
观察和广泛测量后
2
提出的。 在重力场内U gz 常数
流体为不可压缩的正压流体＝
dp ( p)
v2
p
gz
C()
2
伯努利方程
单位质量流体
的重力势能
单位质量 流体的动能
v2 p gz C( ) 2
单位质量流体向
周围流体做的功
❖ 静脉收缩效应：如图，自由流线分离，使得孔口射流存在
一收缩段，导致流体的实际流动截面积 Aa 要小于孔口的
截面积 A 。 ❖ 收缩系数：定义为最小射流面积与孔口面积之比
CC Aa / A
伯努利方程
v
t
rot
vv
grad
2
2
U
流动是稳定流时
1738年，D.伯努利 首先通过对容器的
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rotv v grad( U )