流体流量压强测量
D3 流体测量D3.1引言本章介绍本教程涉及的主要流动参数，如流体粘度、压强、流速和流量等的测量方法及流场显示技术，并以介绍测量方法的原理和功能为主。
流体测量中用到的流体力学原理是流体力学基础理论的重要应用之一，只有在搞清基本原理的基础上才能正确掌握流体测量方法，认识每种方法的优点和局限性。
同时也介绍流体测量的新技术和新进展，以拓宽视野。
学习本章内容应同流体力学实验课结合起来进行。
D3.1.1 流体粘度测量1、 毛细管粘度计毛细管粘度计是根据圆管层流的泊肃叶定律设计的。
图D3.1.1是一种毛细管粘度计的结构示意图。
当被测流体定常地流过毛细管时，流量Q 与两端压差Δp 、管径R 、毛细管长度l 及流体粘度μ有关，在确定的毛细管上测量一定压差作用下的流量，即可计算流体粘度μ：（C3.4.11）对非牛顿流体，用毛细管粘度计测得的是表观粘度μ a 。
毛细管粘度计结构简单，价格低，常用于测定较高切变率（ >102 s –1）下的粘度。
缺点是试测费时间，不易清洗，由于管截面上切变率分布不均匀、试样液面表面张力及管径突然变化对结果可造成误差。
主要适用于牛顿流体。
有的毛细管粘度计采用平板狭缝式。
QPl R ∆πμ84=γ图3.1.1图3.1.22、落球粘度计 刚性圆球在粘性流体中匀速运动时阻力可用斯托克斯公式计算，相应的粘度为（D3.1.1） 上式中 d 为圆球直径，W 为圆球重量，V 为运动速度。
落球粘度计就是根据此原理设计的，方法简单易行，但精度较低，一般用于粘度较大的流体(图3.1.2)。
3、同轴圆筒粘度计 同轴圆筒粘度计属于旋转式粘度计，结构如图D3.1.3所示，主要由两个同轴的圆柱筒组成，筒间隙内充满被测液体。
当外圆筒以一定角速度旋转时，间隙内液体作纯剪切的库埃塔流动，因此同轴圆筒粘度计又称库埃塔粘度计。
测量外圆筒的旋转角速度ω及内圆筒的偏转力矩M 可计算液体的粘度（或表观粘度）及其他参数。
对牛顿流体，ω-M 曲线是通过原点的斜直线，由其斜率M / ω计算粘度Vd W π3=μ（D3.1.2）式中a 、b 、h 分别为内外圆筒半径和液柱高。
对非牛顿流体测得的是表观粘度μa ，并可根据测得的流动曲线计算非牛顿流体的各种特征参数。
圆筒粘度计的主要缺点是圆筒间隙内的切变率分布不均匀，为减少测量非牛顿流体表观粘度的误差, 间隙应尽量小。
圆筒粘度计适用于各种粘度、各种切变率的牛顿粘度测量，容易校准，使用方便，得到广泛应用。
图D3.1.3图D3.1.44.圆锥平板粘度计 圆锥平板粘度计的构造如图D3.1.4所示，锥角很大的圆锥顶点与水平平板接触，圆锥轴与平板保持垂直，圆锥与平板间的小楔角内充满被测液体。
当圆锥和平板中的一个以恒角速度旋转时，测量另一个受到的力矩 M 可计算被测液体的粘度（D3.1.3）式中 为楔角，a 为液体接触部分平板半径。
对非牛顿流体，测得流动曲线后，可计算有关参数。
圆锥平板粘度计除具有测量范围大，试样用量少、容易清洗等优点外，最大的优点是楔角内被测液体中切变率处处相等，因此最适宜测量触变性流体的滞后环和应力衰减曲线。
它的缺点是调整比圆筒粘度计困难，转速较高时惯性力、二次流和温度等因素可能引起误差。
ωμM b a h )11(π4122-=α除了圆锥平板形式外还有圆锥—圆锥，环--环等形式的粘度计，原理相似。
D3.2压强测量D3.2.1静止流体压强测量1.单管测压计当测量液体压强时，常直接将一根上端敞口的细管放到被测位置（如图D3.2.1中A点），细管即构成单管测压计。
在B点压强的作用下，被测液体自由液面在细管中上升高度（h）称为测压管高度（D4.3.3）该位置的压强即为ρg h。
当测量负压气体时，常将测压管倒置插入液体贮罐中，液体被吸入细管内，液面上升高度为h，气体压强为-ρg h，如图D3.2.2所示。
单管测压方法受种种条件限制，仅在少数情况下使用。
图D3.2.1图D3.2.22.U形管测压计U形管内装有密度为ρm的液体，未测压时两支管中液面均受大气压作用, 保持同一水平面。
测压时，被测压强p作用于一支管液面上，两支管液面不再维持水平，如图D3.2.3示，在等压面1-1上p +ρg h1=ρm gΔhp = g(ρm Δh-ρh1) (D4.3.4) gphρ=式中h1恒为正，Δh的符号当右支液面高于左支时为正，反之为负。
当测量气体时，ρg h1可忽略不计。
图D3.2.33.U形管差压计将U型管两端分别接入两个被测压强（p1、p2）时，构成一差压计，可测量两压强之差值（p1-p2）。
当测液体压差时用D3.2.4A形式，当测气体压差时用图D3.2.4B形式，均忽略气体重量。
所测压差为Δp = p1-p2 =ρm gΔh(D4.3.5)D3.2.4AD3.2.4B4.微压计当被测压强或压差很微小时，为提高测量精度应使用微压计。
图D3.2.5倾斜式微压计原理如图D3.2.5所示, 实际上是将U 形管的一支加粗成一容器，另一支倾斜放置（倾斜角α），容器截面积（A 1）比管截面积(A 2)大得多，只要容器中液面略有变化（h 1）便引起管中液面高度较大变化（h 2），加上管子倾斜放置，液面读数可得到放大)被测压差为(D4.3.6)式中K =ρm g (sin α+A 2/A 1)称为微压计常数。
在实际倾斜式微压计上，K 值标注在仪器上,工作液体为酒精。
测量多点压强变化的多管式测压计的原理与倾斜式微压计相似(图D3.2.6)121A A Δl h =αSin l h ⋅=Δ2)(sin ΔΔ1221A A l h h h +=+=αl K A A l g hg p p p m m Δ)sin (ΔΔΔ1221=+⋅=⋅=-=αρρ图D3.2.6以上介绍的几种测压计是利用液体静力学原理设计的测压计，称为液柱式测压计，是最简单，但也是最精确的测量流体静压强的方法，在实验室里经常应用。
此外还有利用压强引起金属管发生弹性变形原理设计的机械式压力表，由于读数简便适于工程应用。
利用各类传感器将压力信号转换为电信号及利用光学原理测量由压强引起的膜片弯曲等方法，由于动态响应好适用于流动压强的测量。
D3.2.2 运动流体压强测量在B4.3.2中我们已讨论了平行直线流动中压强分布与静止液体压强分布一样，因此可将流动压强p称为流动静压强。
在图D3.2.7中流体流过壁面上的垂直小孔，孔穴内静止流体与外部流动流体形成速度间断面，但分界面上压强是连续的，即孔内压强与流动静压强连续，测量孔穴内的静压强就代表壁面上的流动静压强。
图D3.2.7在水平的流线上，若某位置的速度为零，称该点为驻点，压强称为总压p0，与其他位置的速度、压力关系为（6-4-5）或（6-4-6）式中p 为流场静压强。
称为动压强。
一、静压与总压的测量对管道内的均流和缓变流，在管壁上开小孔，称为测压孔。
孔轴必须垂直壁面，孔径应尽量小（一般0.5~1mm ），孔深与孔径之比h / d > 3，边缘光滑。
将测压孔与压力计相连就可测得壁面上的流动静压强，管内截面上的静压分布符合静力学基本方程。
要直接测量流场中的压强，可用图D3.2.8 (a)所示的静压管，前端为封闭的流线型，侧壁开测压孔，内部压力通过压力计测定。
静压管可在与来流成5°角范围内准确地测量测压孔附近的静压。
流线型封闭头对准来流时，头部中心形成一驻点。
当这点开小孔并用管子连接到压力计时测得的压强为总压。
这种管子叫总压管，如图D3.2.8（b ）所示。
也称为毕托（Pitot ）管，是法国人毕托发明的。
图D3.2.8二、动态压强测量ρρ022p p V =+0221p p V =+ρp p V -=0221ρ由于液柱式压力计动作惯性太大，不能准确反映随时间变化的压强，动态压强通常是通过传感器测量的。
压力传感器通过与流体接触的压敏元件如弹性膜片、绕结陶瓷、晶体、硅膜等感受压强，然后转换成电学量或光学量，通过仪表读出。
压力传感器的优点在于动作元件惯性小、动态响应好、体积小、读数方便。
根据压力信号转换成电信号还是光学信号，可将动态压力计分成电学压力计和光学压力计两类。
电学压力计通过压敏元件发生电容、电阻、电感、电势等电学量改变测量流体压强变化。
电容式压力计具有较好的低频响应，而且感受压力的探头可做得非常小，缺点是电子线路较复杂。
应变式压力计优点是电路简单稳定并直接使用交流电源，避免了直流放大器的零漂问题，主要缺点是对温度敏感。
电感压力计的铁心可在线圈中运动，受压力作用时可引起线圈感应电流变化。
压电式压力计的主要优点是可感受很高的频率，缺点是输出电势很小，不能测量压力平均值而只能感受压力变化值，因此适于测量动态压力波形。
光学压力计的工作原理是在膜片上装有镜面，膜片在压力作用下发生弯曲，镜面上反射出的光线产生偏转，测量光线偏转量可得到压力变化值。
光线偏转由并列的两个光电管输出信号不平衡量读出并记录下来，光线偏转还可直接由照相底片记录。
主要缺点在于膜片频率响应不高。
D3.3 流量、流速测量流速测量是指测量流体微团的速度，可得到流体内的速度分布；流量测量是指测量通过整个流道截面的流体量，可计算总流通过截面的平均速度。
一般来说，流量测量容易实现，但更精细的分析需要测量速度分布。
根据测量的方式，流速与流量测量可分为接触式和非接触式两类，前者通常要干扰流场，后者无干扰。
D3.3.1 流量测量1．堰堰是最古老的而又实用的测量明渠流量的工具，一直沿用至今，其基本原理在例B 4.3.1A 中作过介绍。
根据堰口的形状可分为三角堰和矩形堰。
三角堰流量公式为Q = K h 5/2式中h 为堰顶的淹深，K 为特征常数（图D3.3.1b ）。
矩形堰流量公式为Q = K h 3/2式中h 为堰顶的淹深（图D3.3.1c ）。
图D3.3.12．文丘里流量计文丘里流量计是运用文丘里管原理设计的管道流量计，其基本原理在例B 4.3.2中作过介绍（图D3.3.2），流量公式为式中Δh 为U 形差压计中液位差，k 为特征常数。
h K Q ∆=图D3.3.23．孔板流量计孔板流量计也是一种管道流量计。
在管道中插入一定孔径的隔板，如图D3.3.3所示，流体经过孔板时流束收缩，引起板前后压力差。
若将压差接入U 型差压计，根据差压计液位和孔板尺寸可计算管道流量，关系式与文丘里管一样。
孔板流量计已标准化，由于安装方便，在工业管道中应用广泛。
缺点是能量损失较大，并引起原流场改变。
图D3.3.34．转子流量计转子流量计装在流道中，由倒圆锥形管与转子组成，见图D3.3.4所示。
当流体自下而上流动时，由于节流作用转子上下产生压差Δp ，对转子产生向上的力，再加上浮力，两个力之和等于转子重量时，转子平衡在锥形管的一定位置上，流量Q 与转子位置H 存在线性关系Q = H为一系数。
管道流体的流速与压强的关系与流量计算
管道流体的流速与压强的关系与流量计算管道流体的流速与压强之间存在着密切的关系，而流量则是通过这两个参数计算得到的。
在工程实践中，准确计算流量对于管道系统的设计和运行至关重要。
本文将探讨管道流体的流速与压强的关系，并介绍流量的计算方法。
一、管道流体的流速与压强的关系在管道内，流体受到压力的作用而流动。
根据伯努利定理，在惯性力、压力力和重力力的作用下，流体流速和压强存在着特定的关系。
1. 流速与压强的关系根据伯努利定理，流体的总能量在稳态流动中保持不变。
流体在管道中流动时，静压能、动能和势能之间相互转换。
当管道截面较大，流速较小时，静压能占优势，流体的压强较大。
当管道截面较小，流速较大时，动能占优势，流体的压强较小。
2. 斯托克斯定律斯托克斯定律描述了细长管道中的层流运动。
根据斯托克斯定律，流速与压强成反比。
当流速增大时，流体分子间的相互碰撞次数也增加，从而导致了阻力的增加，压强降低。
3. 流速与压强的计算与测量为了准确计算流速与压强之间的关系，在工程实践中通常使用流量计进行测量。
流量计是一种能够测量流体通过管道的体积或质量的装置。
二、流量的计算方法1. 利用管道内的流速计算流量当已知管道内的流速（或速度）时，可以通过以下公式计算流量：流量（Q）= 截面积（A） ×流速（V）其中，截面积可以根据管道的形状进行计算，流速可以通过流速计或其他测量仪器进行测量。
2. 利用压强计算流量当已知管道内的压强差时，可以通过以下公式计算流量：流量（Q）= C × A × √(2ΔP/ρ)其中，C为流量系数，A为截面积，ΔP为压强差，ρ为流体的密度。
流量系数C是根据实验数据获得的常数，可以根据不同的管道和流量计进行选择。
3. 利用其他参数计算流量除了流速和压强差，还可以利用其他参数计算流量。
例如，通过测量管道内的液位变化或使用瞬时流量计等方法，可以间接获得流量的数值。
综上所述，管道流体的流速与压强之间存在着特定的关系，可以通过伯努利定理和斯托克斯定律进行分析和计算。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告一、实验目的1、掌握流体流经直管和管件时阻力损失的测定方法。
2、了解摩擦系数λ与雷诺数 Re 之间的关系。
3、学习压强差的测量方法和数据处理方法。
二、实验原理流体在管内流动时，由于黏性的存在，必然会产生阻力损失。
阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失。
1、直管阻力损失根据柏努利方程，直管阻力损失可表示为：＼（h_f ＝＼frac{＼Delta p}｛ρg}＼）其中，＼（h_f\）为直管阻力损失，＼（＼Delta p\）为直管两端的压强差，＼（ρ\）为流体密度，＼（g\）为重力加速度。
摩擦系数\（λ\）与雷诺数\（Re\）及相对粗糙度\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）有关，其关系可通过实验测定。
当流体在光滑管内流动时，＼（Re ＜ 2000\）时，流动为层流，＼（λ ＝＼frac{64}｛Re}＼）；＼（Re ＞ 4000\）时，流动为湍流，＼（λ\）与\（Re\）和\（＼frac{＼epsilon}｛d}＼）的关系可由经验公式计算。
2、局部阻力损失局部阻力损失通常用局部阻力系数\（＼zeta\）来表示，其计算式为：＼（h_f' ＝＼frac{＼zeta u^2}｛2g}＼）其中，＼（h_f'＼）为局部阻力损失，＼（u\）为流体在管内的流速。
三、实验装置1、实验设备本实验使用的主要设备包括：离心泵、水箱、不同管径的直管、各种管件（如弯头、三通、阀门等）、压差计、流量计等。
2、实验流程水箱中的水经离心泵加压后进入实验管路，依次流经直管和各种管件，最后流回水箱。
通过压差计测量直管和管件两端的压强差，用流量计测量流体的流量。
四、实验步骤1、熟悉实验装置，了解各仪器仪表的使用方法。
2、检查实验装置的密封性，确保无泄漏。
3、打开离心泵，调节流量至一定值，稳定后记录压差计和流量计的读数。
4、逐步改变流量，重复上述步骤，测量多组数据。
5、实验结束后，关闭离心泵，整理实验仪器。
1-6 流量测量
知识点1-6流量测量1．学习目的流体的流量是化工生产和科学实验过程中的重要参数之一。
通过本知识点学习，要学会根据工艺要求和流体性质选用适宜的流量计并进行流量测量。
重点了解流体流动守恒原理在流量测量中的应用。
2．本知识点的重点根据流体流动时各种机械能互相转换关系而设计的流速计与流量计分为两大类，即差压（定截面）流量计，包括测速管（毕托管）、孔板流量计、文丘里流量计等，除测速管测定管截面上的点速度外，其余均测得平均速度。
截面（定压差）流量计（即转子流量计），直接测得流体的体积流量。
要求掌握各种流量计的工作原理、选型和流量计算方法，并了解各种流量计的优缺点、适用场合及安装注意事项。
3．本知识点的难点本知识点无难点，但要注意流量计下游压强不得低于操作温度下的饱和蒸汽压。
4．应完成的习题1-20．在φ38×2.5mm的管路上装有标准孔板流量计，孔板的孔径为16.4mm，管中流动的是20℃的甲苯，采用角接取压法，用U管压差计测量孔板两测的压强差，以水银为指示液，测压连接管中充满甲苯。
现测得U管压差计的读数为600mm，试计算管中甲苯的流量为若干kg/h？[答：5427kg/h]1-21．用φ57×3.5mm的钢管输送80℃的热水（其饱和蒸汽压为47.37kPa、密度为971kg/m3、粘度为0.3565mPa·s），管路中装一标准孔板流量计，用U形管汞柱压差计测压强差（角接取压法），要求水的流量范围是10~20m3/h，孔板上游压强为101.33kPa（表压）。
试计算：（1）U形管压差计的最大量程Rmax；（2）孔径d0；（3）为克服孔板永久压强降所消耗的功率。
当地大气压强为101.33kPa。
[答：（1）1.254m；（2）d0=25.5mm；（3）N e=616W]1-22．某转子流量计，出厂时用标准状况下的空气进行标定，其刻度范围10~50m3/h，试计算：（1）用该流量计测定20℃的CO2流量，其体积流量范围为若干？（2）用该流量计测定20℃的NH3气流量，其体积流量范围为若干？（3）现欲将CO2的测量上限保持在50m3/h应对转子作何简单加工？当地的大气压为101.33kPa。
流体流动阻力的测定实验报告
流体流动阻力的测定实验报告摘要：通过测算不同流速和管道直径下流体的流量和压降，确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系，并确立了相应的流体流动阻力公式。
实验的结果表明，流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比，结果与理论计算值基本吻合。
一、实验原理在流体力学中，我们研究流体在管道中的运动和分布。
不同形状、不同截面的管道中，流体的流动速度和压强是不同的，流体的动能和势能也会随着时间和位置的变化而发生变化。
在流体流动中，管道内壁与流体的相互作用形成一定的阻力，这种阻力称为流体流动阻力。
实验中，我们设计了一套管道流体流动测量装置，通过测算流体在不同流速和管道直径下流量和压降，确定了流体流动阻力与流速和管道直径的关系，并确立了相应的流体流动阻力公式。
二、实验步骤1. 准备工作：将实验装置安装好，并连接好各个部件。
2. 流量测定：打开水泵，将水流导向流量计中，通过观察流量计中的示数，测定流体的流量。
3. 压降测定：利用几何水平仪测定与水平面夹角，计算出流体在管道中的压降。
4. 流速测定：通过测算流量和管道截面积，计算出流体的平均流速。
5. 重复实验：重复以上测定步骤，测定不同流速和管道直径下的流量和压降数据，以确定流体流动阻力与流速和管道直径的关系。
6. 数据处理：根据实验数据计算出流体流动阻力公式，并与理论计算值对比。
三、实验结果与分析1. 流量与管道直径的关系通过实验测定，流量与管道直径的平方成正比。
实验数据如下：流量 Q (m3/h) 1 2 3 4 5直径 D (cm) 1 1.5 2 2.5 32. 压降与流速的关系通过实验测定，压降与流速的平方成正比。
实验数据如下：流速 v (m/s) 0.67 1.13 1.33 1.51压降 h (m) 0.05 0.09 0.12 0.163. 流体流动阻力与流速和管道直径的关系根据实验得到的数据，流体流动阻力与流速和管道直径的平方成正比。
流体流动阻力公式为：f = αρv2 D2/4其中，f 为阻力系数，ρ 为流体密度，v 为平均流速，D 为管道直径，α 为系数。
插入圆截面管道中的压差装置测量流体流量.一般原理和要求
插入圆截面管道中的压差装置是用于测量流体流量的常用设备。
其一般原理是通过测量流体在管道中流动时产生的压差来推算流体的流量。
以下是关于插入圆截面管道中的压差装置测量流体流量的一般原理和要求：
一般原理：
1. 当流体在管道中流动时，由于流体粘度和流速的变化，会在管道内壁和中心产生压差。
这个压差与流体的流量和流速有关。
2. 插入圆截面管道中的压差装置通常由两个压力传感器组成，一个位于管道上游，另一个位于管道下游。
这两个传感器用于测量流体流动前后的压差。
3. 通过测量到的压差，结合已知的流体物性和管道尺寸，可以推算出流体的流量。
常用的公式包括伯努利方程和流体动力学方程等。
要求：
1. 压差装置的精度和稳定性对测量结果的准确性至关重要。
因此，应选择高精度、高稳定性的压力传感器。
2. 压差装置的安装位置和方式也会影响测量结果。
应确保
传感器安装在正确的位置，并采取适当的安装方式，以减少误差。
3. 在使用过程中，应定期对压差装置进行校准和维护，以确保其准确性和可靠性。
4. 对于不同类型的流体和不同的管道尺寸，可能需要调整测量公式或校准参数以获得更准确的测量结果。
5. 在测量过程中，应考虑温度、压力等环境因素的影响，并进行相应的修正。
总之，插入圆截面管道中的压差装置是一种常用的流体流量测量方法。
为了获得准确的测量结果，需要选择合适的压差装置、正确的安装方式、定期的校准和维护以及考虑环境因素的影响。
流体静压强的测量液柱式测压计
流动参数的测量一、静压强的测量在流体力学实验中，压强是描述流体状态和运动的主要参数之一。
设S ∆为流体中任意小的面积，P ∆为与S ∆相邻的流体微团作用在该微团上的力，当S ∆无限缩小并趋于一点时，其上的压力由数学表示为limS PP S∆→∞∆=∆通过测量压强还可以求得流体速度、流量等许多力学量。
因此在流体力学实验中，压强的测量是最基本和最重要的测量。
由于压强测量都是以差值的方式出现，即压强值都是相对某个基准而言的。
常用的基准有绝对压强和计示压强，绝对压强是以完全真空为基准计量的压强；计示压强是以当地大气压强为基准计量的压强。
压强分静压强、动压强和总压强，总压强=动压强+静压强1）静压强：流场中某一点得静压强指的是该点三个方向法向压强的平均值1122331()3P σσσ=-++，对管流来说，就是对管壁的法向压强，该压强不会引起流线变化或者可以理解为一个与流体同样的运动速度的物体所受到的压强，一般采用管壁上引出或采用有侧孔的探头测量。
2）总压：又称驻点压强。
流体受到滞止，在没有任何能量损失的情况下速度降至零时的驻点压强，一般采用有迎流矢方向测孔的探头测量。
3）动压强：引起流体运动的压强，用总压强减静压强所得。
测量压强的仪表称为测压计。
根据测量方式的不同，测压计分为三类：第一类液柱式测压计，它们是根据流体静力学基本方程式利用液柱高度直接测出压强的。
它们测量准确，可测微压，不适用于高压的测量，下面将作详细阐述。
第二类金属式测压计，它们是利用金属的弹性变形并经过放大来测出压强的，是间接测量法。
图1中用椭圆断面的金属弯管来感受压强的波登管测压计和b 中用金属膜片来感受压强的膜片式测压计都是这种测压计。
它们可测较高的压强，不适于微压的测量。
长期使用，金属的弹性变形会有变异，需要定期标定。
第三类电测试测压计，它们是利用感受元件受力时产生压电效应、压阻效应等的电讯号来测量压强的，是间接测量法。
图2为压电晶体式传感器的结构示意图，常用的还有应变片式传感器等。
第11章 流体测量
第十一章流体的测量§11-1 概述流体力学的研究方法有理论分析，实验研究和数值计算三种，他们相辅相成互为补充完善，形成了理论流体力学、实验流体力学和计算流体力学三个重要体系。
在实际流体力学问题中，流动现象极为复杂，即使通过简化，也不一定加以定量的理论分析，甚至与实际结果相差甚远。
应用测试技术和实验方法来解决实际流体力学问题，是实验流体力学所研究的课题。
根据实验结果，建立其物理模型，使理论分析有了可靠的依据。
随着计算机技术和光电技术的不断发展，各种新型的电测手段不断出现，使一些用常规手段难以测量的问题得以实现，提高测量精度，使人们对复杂流动现象的物理本质有了深刻、更真实、更准确的认识，从而推动了流体力学理论的发展。
压强、流速、流量、温度是流体测量中的几个基本参数。
本章就这几个参数的一些基本测量方法作简单介绍。
§11-2 压力的测量一、概述在流体力学实验中，压力是最基本的测量参数。
许多流体参数如流速、流量、流动损失、阻力、升力等的测量，往往可转化为压力测量的问题。
因此，压力测量的精度往往就影响了许多流体动力特征性实验的结果的精确度。
所以，有必要较为深入地研究测量的基本原理，了解各种因素对压力测量精度的影响。
在流体压力测量时，一般常用相对压强表示。
测量压力的系统或装置一般由三部分组成：（1）感压部分：压力感受部分是直接感受流体压力的元件，称为感压器、压力探头或压力探针。
在常规测量中，常用测压孔和各种形状的测压管；在电测或动态测压时，常用各种压力传感器，将所感受的压力变化转化为电信号。
（2）传输部分：利用导管将所感受的压力传到指示器，或者将点信号用导线传送，并对信号进行处理。
（3）指示部分：抱括指示器和记录仪，将传输部分传来的压力或电信号直接指示出来或记录下来。
压力测量装置的选用应根据使用要求，针对具体情况作具体分析，在满足测量要求的情况下，合理地进行种类、型号、量程、精度等级的选择。
流体力学实验指导书与报告
流体力学实验指导书与报告所在学院：地侧学院使用专业：安全工程2006.6实验一：压强、流速、流量测定实验一、压强测定试验 知识点：静力学的基本方程；绝对压强；相对压强；测压管；差压计。
1.实验目的与意义1）验证静力学的基本方程；2）学会使用测压管与差压计的量测技能；3）灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。
2.实验要求与测试内容1）熟练并能准确进行测压管的读数；2）控制与测定液面的绝对压强或相对压强； 3）验证静力学基本方程； 4）由等压面原理分析压差值。
3.实验原理1）重力作用下不可压缩流体静力学基本方程： pz c γ+=2）静压强分布规律：0p p h γ=+式中：z ——被测点相对于基准面的位置高度；p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；0p ——水箱中液面压强；γ——液体容重；h ——被测点在液体中的淹没深度。
3）等压面原理：对于连续的同种介质，流体处于静止状态时，水平面即等压面。
4.实验仪器与元件实验仪器： 测压管、U 型测压管、差压计仪器元件：打气球、通气阀、放水阀、截止阀、量杯 流体介质：水、油、气 实验装置如下图： 5.实验方法与步骤实验过程中基本操作步骤如下：1）熟悉实验装置各部分的功能与作用；2）打开通气阀，保持液面与大气相通。
观测比较水箱液面为大气压强时各测压管液面高度；3）液面增压。
关闭通气阀、放水阀、截止阀，用打气球给液面加压，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p；4）液面减压。
关闭通气阀，打开截止阀，放水阀放出一定水量后，读取各测压管液面高度，计算液面下a、b、c各点压强及液面压强p。
6.实验成果实验测定与计算值如下内容：00p=，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p>，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；00p<，a、b、c各测压管与U型测压管液面标高∇、压强水头pγ、测压管水头pzγ+；填入表1中。
流体力学实验报告
《流体静力学实验》实验报告开课实验室： 学院 年级、专业、班姓名成绩课程 名称 流体力学与水泵实验实验项目 名 称流体静力学实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1.验证静力学的基本方程。
2.学会使用测压管与U 形测压计的量测技能。
3.理解绝对压强与相对压强及毛细管现象。
4.灵活应用静力学的基本知识进行实际工程量测。
二、实验原理重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 静止流体中任意点的测压管水头相等，即（1.1）同样静止流体在任意点的静压强也可以写成如下形式：h p p a γ+=0 (1.2) 式中γ——液体的重度；h ——U 形管中液面上升的高度。
对装有水油U 型测管，应用等压面可得油的比重S 0有下列关系：(1.3)《不可压缩流体恒定流动的能量方程实验》实验报告开课实验室： 学院 年级、专业、班姓名成绩课程 名称 流体力学实验实验项目 名 称不可压缩流体恒定流动的能量方程实验指导教师教师评语教师签名：年 月 日一、实验目的1.掌握均匀流的压强分布规律以及非均匀流的压强分布特点。
2.验证不可压缩流体恒定流动中各种能量间的相互转换。
3.学会使用测压管与测速管测量压强水头、流速水头与总水头。
4.理解毕托管测速原理。
二、实验原理实际流体再流动过程中除遵循质量守恒原理外，必须遵循动能定理。
质量守恒原理再一维总流中的应用为总流的连续性方程，动能定理再一维总流中的应用为能量方程。
他们分别如下：连续性方程：伯努利能量方程：在使用能量方程时，必须注意两个过流断面间的水头损失，应包括所用的沿程水头损失和所用的局部水头损失。
实际流体中，总水头线始终沿程降低，实验中可以从测速管的液面相对于基准面的高度读出。
测速管水头线可以沿程升高，也可以是沿程降低，具体要视过流断面的平均流速大小而定。
对于某断面而言，测速管水头等于该断面的总水头减去其流速水头。
同样，断面平均流速也可以用总水头减去该断面的测压管水头得到。
压力与流量的测量方法
研究误差在测量过程中的传递规律，以便更好地评估测量结果的准 确性。
误差修正
采取措施对误差进行修正，如设备校准、流体密度补偿等。
03
压力与流量的关系
压力与流量的测量方法
汇报人： 日期:
目录
• 压力测量方法 • 流量测量方法 • 压力与流量的关系 • 压力与流量测量设备 • 压力与流量测量技术的应用 • 压力与流量测量技术的发展趋
势
01
压力测量方法
压力传感器的选择
01
02
03
根据测量范围选择
根据所需测量的压力范围 选择合适的压力传感器， 如高、中、低压力范围。
压力测量误差分析
误差来源
分析压力测量误差的来源 ，如传感器误差、环境干 扰误差等。
误差补偿
采取补偿措施减小误差， 如对传感器进行校准、改 善测量环境等。
误差计算
根据误差来源和补偿措施 计算压力测量的实际误差 。
02
流量测量方法
体积流量测量
涡街流量计
孔板流量计ຫໍສະໝຸດ 利用流体在涡街处产生的压力差来测 量体积流量。
精度要求
考虑测量要求和精度，选 择符合精度要求的压力传 感器。
环境因素
考虑温度、湿度、机械振 动等环境因素对传感器的 影响，选择适合环境的传 感器。
绝对压力与相对压力的测量
绝对压力测量
测量气体或液体的绝对压力，通 常以大气压为参考点，测量值为 绝对压力值。
相对压力测量
测量气体或液体的相对压力，通 常以某一参考压力为基准，测量 值为相对压力值。
利用流体通过孔板时产生的压差来测 量体积流量。
超声波流量计
通过测量超声波在流体中传播的时间 差来推算体积流量。