流速及流量测量PPT课件

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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
ห้องสมุดไป่ตู้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。
流动状态的多样性: 流体流动状态的 多样性表现在层流与紊流， 明渠流与管 流， 充满流与非充满流，旋转流与脉动 流。
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❖ 4.1.2流量测量方法
❖ 1.容积法 原理：容积型流量计测量流量的基本依据是，
单位时间内被测流体充满(或排出)某一定容容 器的次数。即有
qv= n·V 式中， V为定容容器的容积，n为单位时间 内被测流体充满(或排出)定容容器的次数 。 形式：椭圆齿轮式、腰轮式、刮板式、活塞 式等 。 特点：流动状态对测量的影响小，精度高； 有一定的压力损失；不宜用于高温、高压、脏 污介质的测量。
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❖ 3.质量法 这类流量计以测量与流体质量有关的物理效
应为基础，分为直接式、推导式和温度压力补 偿式三种。
直接式质量流量计利用与质量流量直接有关 的原理(如惯性系中的牛顿第二定律)进行测量。
❖ 推导式质量流量计是同时测取流体的密度和体 积流量，通过运算而推导出质量流量的。一般， 它由速度型流量计和密度计组合而成。。 温度压力补偿式质量流量计也可看成是一种 推导式质量流量计，只是它不配用密度计，而 是利用温度、压力与密度之间的关系，将温度、 压力的测量值转换为密度，再与体积流量进行 运算而得到质量流量。
❖ 体积流量表达式为： qv vA
❖ 质量流量表达式为：
qm vA
❖ 测量某一段时间内流过的流体量，即瞬时流量对时间
的积分，称之流体总量。
Qv
t2 t1
q v dt
. Q m
t2 t1
q
m
dt
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❖ 流体性质和流体运动的复杂性 流体性质多样性 : 流体性质的多样
性表现在密度、粘度不同，单相流、多 相流之分，可压缩性的强弱，牛顿流体 与非牛顿体管路系统的多样性,管道形状， 壁面光滑程度。
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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.测速管管口截面必须垂直于流体流动方向， 任何偏离都将导致负偏差。
❖ 3.测速管的外径d0不应超过管内径d的1/50， 即d0<d/50。
❖ ① 流体必须充满管道内 部，并连续流动；
❖ ②流体在物理上和热力学 上是单相的，流经测量元 件时不发生相变；
❖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
❖ ③流体的速度一般在音速 B=b ×10n
以下。 ❖ 常见流量计的种类及性能
2.转子流量的工作原理及 特点、刻度换算。
3.其他流量计的基本原理 和特点。
本章难点：节流式流量计 的流量方程的推导。 1
4.1概述
❖ 4.1.1流体与流量
❖ 流体: 是指具有流动性能的物质，一般可以认为是气体 和液体的总称。
❖ 流量: 是指单位时间内通过某截面的流体数量，称瞬 时流量。它可用质量单位表示，也可用体积单位表示， 分别称为质量流量(kg/s)和体积流量（m3/s) 。
其中b=1.0,1.6,2.5,4.0,6.0
参见教材第197页表4-1。 . 压力损失：用流量计进、出口8
的静压差表示。
4.2测速管
❖ 测速度的结构与测量原理 测速管又称皮托（Pitot） 管，如图所示，是由两根弯成直角的同心套管组成， 内管管口正对着管道中流体流动方向，外管的管口 是封闭的，在外管前端壁面四周开有若干测压小孔。 为了减小误差，测速管的前端经常做成半球形以减 少涡流。测速管的内管与外管分别与U形压差计相 连。
第四章流速及流量测量
❖ 本章主要内容： ❖ 4.1概述 ❖ 4.2测速管 ❖ 4.3节流式流量计 ❖ 4.4转子流量计 ❖ 4.5涡轮流量计 ❖ 4.6电磁流量计 ❖ 4.7靶式流量计 ❖ 4.8超声波式流量计 ❖ 4.9涡街流量计 ❖ 4.10哥利奥里式流量计
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本章重点：
1.节流式流量计的工作原 理、特点、流量方程的推 导、标准节流装置、参数 分析。
❖ 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。
则该处的局部速度为
v
2p
修正后的流量公式v： 2p一般取 0.98
对于可压. 缩流体v：（1-）2p
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❖ 由此可知，测速管实际测得的是流体在管截面某处的点速度， 因此利用测速管可以测得流体在管内的速度分布。若要获得 流量，可对速度分布曲线进行积分。也可以利用皮托管测量 管中心的最大流速，利用图所示的关系查取最大速度与平均 速度的关系，求出管道与Re的关系、截面的平均速度，进 而计算出流量，此法较常用。
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❖ 内管所测的是流体在A处的局部动能和静压能之和，称
为总压能。 测速管内管A处：
pA
p
1
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u2
2
由于外管壁上的测压小孔与流体流动方向平行，所以外
管仅测得流体的静压能，即外管B处：
pB p
U形压差计实际反映的是内管 冲压能和外管静压能之差，
即
pp Ap B( p1 2u .2) p1 2u .2
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❖4.流量计及其主要参数
❖ 应当指出，无论哪一种流 量计，都有一定的适用范 围，对流利的特性以及管 道条件都有特定的要求。 目前生产的容积法和速度 法流量计，都要求满足下 列条件：
❖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