流速及流量讲义测量.
如何进行水流测量与流量计算
如何进行水流测量与流量计算引言：水是生命之源，随处可见的水流不仅在自然界中扮演着重要角色，也在工业生产和日常生活中扮演着至关重要的角色。
而了解水流的量和速度是进行科学研究、工程设计以及资源管理的基础。
本文将介绍水流测量的方法和流量计算的原理，帮助读者更好地理解这一领域的基本概念和技术。
一、流速测量的方法在进行流量计算之前，我们首先需要了解如何测量水流的流速。
以下是常见的几种流速测量方法：1. 浮标法浮标法是一种简单而直观的流速测量方法。
它适用于有明显水流的河流、溪流或管道中的流速测量。
测量者在水中放置浮标，然后观察它在一段距离内所需的时间来测量流速。
通过测量浮标在固定距离内所经过的时间，再结合距离，可以计算出水流的平均速度。
2. 流速计流速计是一种专用仪器，可以直接测量水流的速度。
它使用了多种原理，如旋转叶片、超声波或压力传感器等。
通过将流速计置于水流中，仪器将给出实时的水流速度读数。
这种方法通常比浮标法更准确和方便，特别适用于涉及精确测量的工程和科学研究。
3. 勒测法勒测法是一种通过测量水流对流体的压力进行流速估计的方法。
它通常应用于管道或河道等封闭系统中，使用特殊的勒测计来测量压力差。
通过压力差和流体性质，可以推算出流速。
勒测法精度较高，但需要专用仪器和更复杂的计算。
二、流量计算的原理测量流速后，我们可以通过流量计算来确定水流的总量。
以下是几种常见的流量计算方法：1. 平均速度法平均速度法是基于流速的平均值来计算流量的方法。
首先通过流速测量方法得到几个采样点的流速值，然后将这些值求平均。
接下来，将平均速度与管道的横截面积相乘，即可得到流量。
2. 勒测法上文提到的勒测法可以直接得到流速，从而可以直接计算流量。
勒测法的优势在于其高精度和实时性，尤其适用于对流量要求较高的场合。
3. 两点法两点法是一种利用流速在不同位置上的差异来计算流量的方法。
通过在管道的不同位置上测量流速，并记录下相应的对应位置，可以得到流速的分布情况。
流速和流量测量的基本原理及特点
❖4.流量计及其主要参数 ❖用于测量流量的计量器具称 为流量计。有一次装置和二次 仪表组成。 ❖流量计的主要技术参数有： ❖流量测量范围上限值： A=a×10n ❖其中 a=1.0,1.25,1.6,2.0,2.5,3.2,4 .0,5.1,(6.0),6.3,8.0 ❖差压测量范围上限值
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容积式计量表
椭圆齿轮 流量计
腰轮流量 计
活塞式 流量计
括板式流 量计
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❖ 2.流速法 原理：速度型流量计以流体一元流动
的连续方程为理论依据，即当流通截面 确定时，流体的体积流量与截面上的平 均流速成正比。
形式：差压式、转子式、涡轮式、层 流式，电磁式、声波式
特点：使用性能好，精度高；可用于 高温、高压介质的测量，流动状态、Re 对测量的影响大。
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皮托管
均速管
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❖ 测速管的安装
❖ 1.必须保证测量点位于均匀流段，一般要求测 量点上、下游的直管长度最好大于50倍管内径， 至少也应大于8～12倍。
❖ 2.致负偏差。
❖
3.测速管的外 即d0<d/50。
径
d0
不应
超过
管
内
径
d
的1/50，
❖ 测速管对流体的阻力较小，适用于测量大直径
管道中清洁气体的流速，若流体中含有固体杂
质时，易将测压孔堵塞，故不易采用。此外，
测速管的压差读数较小，常常需要放大或配微
压计。
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4.3节流式流量计
❖ 4.3.1测量原理与流量方程 ❖ 节流式流量计是利用流体流经节流元件产生的压力差
来实现流量测量的。将节流件垂直安装在管道中，以 一定取压方式测取孔板前后两端的压差，并与压差计 相连，即构成节流式流量计。
流体力学中的流体流量与流速计算
流体力学中的流体流量与流速计算流体力学是研究流体在运动过程中的性质和行为的学科。
其中，流体流量和流速是流体力学中的重要概念，用于描述流体运动的特征和量度。
本文将介绍流体流量与流速的概念及计算方法。
一、流体流量的概念及计算方法流体流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积。
按照定义，流体流量的计算公式为：Q = A * v其中，Q表示流体流量，A表示截面面积，v表示流速。
二、流速的概念及计算方法流速是指单位时间内流体通过一个截面的体积。
流速的计算公式可以根据具体情况而定，以下是常见的几种计算方法：1. 定常流的流速计算在定常流动情况下，流体的质量流率和体积流率保持不变。
流速的计算公式为：v = Q / A其中，v表示流速，Q表示流体流量，A表示截面面积。
2. 非定常流的流速计算在非定常流动情况下，流体的流速可能随时间和空间的变化而变化。
针对不同的情况，可以采用不同的方法计算流速，如通过流速图、针对特定位置的流速计算等。
三、流体流量与流速的应用流体流量和流速是流体力学中的基本概念，广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 水泵和液压系统的设计在水泵和液压系统的设计中，流体流量和流速是重要的设计参数。
通过合理计算流体流量和流速，可以确定水泵和液压系统的工作参数，确保其正常运行。
2. 水流和气流的测量与控制在环境监测、水利工程、能源利用等领域，对水流和气流的测量与控制是常见需求。
通过准确计算流体流量和流速，可以帮助实现对水流和气流的精确测量和控制。
3. 管道流量的计算与优化对于管道流动问题，合理计算流体流量和流速有助于分析和优化管道系统的性能。
通过调整管道直径、流速等参数，可以实现管道系统的节能、减压等目标。
四、总结流体流量和流速是流体力学中的重要概念，用于描述流体运动的特征和量度。
在实际应用中，合理计算流体流量和流速，可以帮助我们设计、控制和优化各类流体系统。
因此，对于流体力学中的流体流量与流速的计算方法和应用有深入的了解，对于工程实践具有重要意义。
建筑环境测试技术第七章 流速及流量测量
1.毕托管使用条件
1）毕托管测速下限规定：毕托管总压力孔直径上的
流体 Re 200
， V太小，则动压太小——测量不准
开口较大 V太小， 灵敏度下降
T型测速V>3m/s
2）减少测量误差：d 0.02 （最大<0.04） D
K 0.01 （相对粗糙度）
D
管道内径>100mm 3）使用前用标准毕托管校正校正系数
电热丝 热电偶 细调 粗调
优点：电路简单 缺点：测速探头在变温度阻状态下工作，易使敏感元
件老化，稳定性差。
三、动力测压法测量流速
1. 工作原理: 2. 1)伯努力方程
3.
P
V2
2
P0
4. 静压 动压 全压
5.
V
2
(P0
P)
6. 毕托管测 静压，总压
实际测量： V K
2
(P0
P)
KP ——速度校正系数（0.83~0.87 标准0.96）
节流现象：
① VAVBVC ② 静压力产生压差 P P 1 P 2 (P 1 P 2 )
上式说明：① I（或T）一定V与T（或I）成单值函数 关系。
热线风速仪有恒流、恒温（恒阻）两种设计电路。
2）恒温法——较为常用
① 热线感受气流速度＝0时，调节电桥G＝0 ② 进行测量时，热丝T R调节IT（恒温）电桥平衡G＝0
V f (I) （∵最终RW恒定）
测量IV
3）恒流法 原理图与热球风速仪类似
分布的均匀性。
与管道断面尺寸无关。
准确度——与使用场合有关。 流速分布的均匀性——与被测流体断面位置有关。
3.平均流速的计算
∵ PVRT
1 P
流速仪测流法知识讲解
中国灌区协会“全国灌区量水技术研讨班”教材流速仪测流法及水工建筑物量水率定郭宗信河北省石津灌区管理局第一章流速仪测流法第一节流速仪测流的基本方法与测线布设流速仪测量河渠流量是利用面积～流速法，即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速，然后乘以部分过水面积，求得部分流量，再计算其代数和得出断面流量。
从水力学的紊流理论和流速分布理论可知，每条垂线上不同位置的流速大小不一，而且同一个点的流速具有脉动现象。
所以用流速仪测量流速，一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。
即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。
（一）基本方法流速仪测流，在不同情况或要求下，可采用不同的方法。
其基本方法，根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。
1.精测法：精测法是在断面上用较多的垂线，在垂线上用较多的测点，而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。
用以研究各级水位下测流断面的水流规律，为精简测流工作提供依据。
2.常测法：常测法是在保证一定精度的前提下，在较少的垂线、测点上测速的一种方法。
此法一般以精测资料为依据，经过精简分析，精度达到要求时，即可作为经常性的测流方法。
3.简测法：在保证一定精度的前提下，经过精简分析，用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。
在水流平缓，断面稳定的渠道上可选用单线法。
（二）测线布设测流断面上测深、测速垂线的数目和位置，直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。
因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。
国际标准规定，在比较规则整齐的渠床断面上，任意两条测深垂线的间距，一般不大于渠宽的1/5，在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。
测深垂线应分布均匀，能控制渠床变化的主要转折点。
一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。
测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。
精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为：BN0=2D式中：N0——测速垂线数目；B——水面宽；D——断面平均水深。
建筑环境测试技术第七讲流速及流量测量
差压流量计
优点是结构简单、价格便宜、可靠性 高；缺点是测量精度相对较低，受流 体物性影响较大。
电磁流量计
优点是测量精度高、不受流体物性影 响；缺点是成本较高，不适用于所有 流体。
选择合适的测量技术考虑因素
测量精度要求
根据实际需求选择精度合适的测量技 术，以满足工程或科研需要。
02
流体特性
考虑流体的物性（如压力、温度、粘 度、腐蚀性等）对测量设备的影响， 选择耐受性强的设备。
01
03
安装条件
考虑现场安装空间、管道布局等因素， 选择易于安装和使用的测量技术。
经济成本
综合考虑设备购置成本、安装费用、 维护成本等因素，选择性价比高的测 量技术。
05
04
维护与校准
考虑设备维护和校准的难易程度，选 择易于维护和校准的设备。
05
实际应用案例分析
流速及流量测量在建筑环境中的应用案例
测量技术的发展趋势
随着智能化、自动化技术的不断发展，流速及流量测量技术也在不断进步。未来，流速及 流量测量将更加依赖于传感器技术和数据分析技术，实现更精确、更可靠的测量，为建筑 环境的优化提供有力支持。
案例分析：某大楼空调系统流速及流量测量
• 案例概述：某大楼的空调系统在运行过程中出现了问题，需要对流速和流量进 行测量，以找出问题的根源。
在消防系统中，流速及流量测量能够 提供准确的火场信息，帮助消防员快 速定位火源和制定灭火方案。
02
流速测量技术
热线/热膜流速计
热线/热膜流速计是一种常用的流速测量技术，通过测量流体流过热源时产生的热量 损失或热膜的热量分布变化来计算流速。
热线/热膜流速计具有结构简单、测量精度高、响应速度快等优点，适用于测量低流 速流体。
流速及流量测量介绍
（2）流体条件及管道要求
1）标准节流装置只适用于圆形截面的管道中单项、 均质流体的流量，流体应充满圆管并连续稳定流 动，流速应小于亚音速，流体在到达节流件前应 是充分发展的紊流。
2）节流件上下游的直管段长度应符合标准的要求。
4．配套仪表
双管差压计、双波 纹管差压计、电容 式差压变送器等。 若直接显示流量， 仪表内需要有开方 器。
测量误差 ≤±(0.5%O.F.S+2.5%O. R)
线性误差 ≤± 0.5%O.F.S(10m/s)
环境温度 0℃…+60℃最高 额定压力 PN 16bar
重复精度 测量值的0.4%
管接头 不锈钢
输出信号 晶体管PNP和NPN集
壳体
PC
电极开路最大100mA 外壳
IP 65(带电缆插头)
频率0…200Hz
v—平均流速 m/s
Q
4
D2
v
E 4 104 B Q kQ
D
变送器结构
外壳、磁轭、励磁 线圈、电极、测量 导管 注意： 1．为了防止磁力线被
测量导管的管壁短路， 导管由非导磁的材料 组成。 2．当采用导电材料作 导管，测量导管与电 极之间需要加内衬。
特点
测量精度高，一般为1.0级；可以测量含 有固体颗粒或纤维或带有腐蚀性的液体； 直管段要求低；被测液体需要导电。
2. 按中间矩形法布置测点。在 每一个圆环内布置测点，测 点所在圆周恰将圆环面积平 分，推荐均布四个。也可按 切比雪夫法布置测点。
3. 平均流速等于各点平均
二．利用节流装置进行流量测量
组成：节流装置、导压管、显示仪表
信号变换
仪表组成
1.节流件的工作原理
（以孔板为例）
流体的流速和流量
流体的流速和流量流体力学是研究流体的力学性质和运动规律的学科。
在流体力学中，流速和流量是两个重要的概念，它们描述了流体在空间和时间中的运动状态和特性。
本文将详细介绍流体的流速和流量，以及它们之间的关系和计算方法。
一、流速的概念和计算方法流速是指流体单位时间内通过某一横截面的体积。
通常用符号V来表示流速，单位可以是米每秒（m/s）或厘米每秒（cm/s）等。
在流体力学中，流速是描述流体运动的重要参数之一。
计算流速的方法有多种，常用的有以下几种：1. 平均流速：平均流速是指流体通过某一横截面的平均速度。
它可以通过测量流体通过横截面的流量和横截面积来计算。
设流量为Q，横截面积为A，则平均流速V可以用以下公式表示：V = Q / A2. 体积流速：体积流速是指单位时间内通过某一横截面的体积。
在某些情况下，流体的流速可能随着位置和时间的变化而变化，此时需要考虑空间和时间中的体积流速。
体积流速可以用以下公式表示： V = dV / dt3. 瞬时流速：瞬时流速是指流体在某一瞬时时刻通过某一横截面的速度。
它可以通过测量流体通过横截面的流量和流过时间来计算。
设流量为Q，流过时间为Δt，则瞬时流速V可以用以下公式表示：V = Q / Δt二、流量的概念和计算方法流量是指单位时间内通过某一横截面的流体体积。
通常用符号Q来表示流量，单位可以是立方米每秒（m³/s）或升每秒（L/s）等。
流量描述了流体运动的强度和数量。
计算流量的方法和计算流速的方法相似，常用的有以下几种：1. 流量的直接测量：可以通过使用流量计等设备直接测量流体通过横截面的流量。
2. 流速和横截面积的乘积：可以通过测量流速和横截面积，计算流体通过横截面的流量。
设流速为V，横截面积为A，则流量Q可以用以下公式表示：Q = V × A3. 流速的积分：当流速随着位置和时间的变化而变化时，可以通过将流速在横截面上积分，得出流体通过横截面的流量。