第6节流量和流速的测量复习课程
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河流流速流量的测定ppt课件
河流流速流量的测定
❖ 流速（m/s）：水质点单位时间内通过的距 离.
❖ 河流平均流速出现于水深的6/10处。 ❖ 流量(m3/s)：在单位时间内通过河道过水断
面的总水量。
1
流量的测定方法
❖ 一、流速面积法 ❖ 用流速仪测定水流速度，并由流速与断面面
积的乘积来推求流量的方法。
2
❖ 断面测量
3
测速垂线数如何确定
断面流速的测定
❖ 流速计算 ❖ 岸边流速： ❖ 岸边或死水部分平均流速，等
于自岸边或死水边起第一条测 速垂线的平均流速乘以流速系 数a。A值在缓坡时为0.7，陡 坡时为0.9，死水边时为0.6。 ❖ V0=a•V1 ❖ 中间部分流速 ❖ Vn=（1/2）•（Vn-1+ Vn+1）
❖ 断面面积计算 ❖ 岸边—按三角形计算 ❖ 中间部分—按梯形计算
6
❖ 水深测量
测深锤
7
流速仪测流速
8
N
❖ 流速与流速仪的转数之间的函数关系：
❖ V=K +C ❖ K和C是仪器出厂时已经确定的系数。 ❖ N—流速仪在测速历时T时间内的总转数。 ❖ T—测速历时
9
实验具体操作过程
❖ 1.首先确定断面宽度，以此确定需要布设多 少条测速垂线。
❖ 2.从断面一侧确定起点，量出第一条测速垂 线到起点的距离。做好垂线标记。
4
垂线水深
方法名称
0.6h
2点法
0.2h, 0.8h
1m<H<3m
3点法
0.2h, 0.6h,0.8h
H>3m
5点法
水面，0.2h, 0.6h,0.8h，水底
一点法：v=v0.6
二点法：v=（v0.2+v0.6）/2
❖ 流速（m/s）：水质点单位时间内通过的距 离.
❖ 河流平均流速出现于水深的6/10处。 ❖ 流量(m3/s)：在单位时间内通过河道过水断
面的总水量。
1
流量的测定方法
❖ 一、流速面积法 ❖ 用流速仪测定水流速度，并由流速与断面面
积的乘积来推求流量的方法。
2
❖ 断面测量
3
测速垂线数如何确定
断面流速的测定
❖ 流速计算 ❖ 岸边流速： ❖ 岸边或死水部分平均流速，等
于自岸边或死水边起第一条测 速垂线的平均流速乘以流速系 数a。A值在缓坡时为0.7，陡 坡时为0.9，死水边时为0.6。 ❖ V0=a•V1 ❖ 中间部分流速 ❖ Vn=（1/2）•（Vn-1+ Vn+1）
❖ 断面面积计算 ❖ 岸边—按三角形计算 ❖ 中间部分—按梯形计算
6
❖ 水深测量
测深锤
7
流速仪测流速
8
N
❖ 流速与流速仪的转数之间的函数关系：
❖ V=K +C ❖ K和C是仪器出厂时已经确定的系数。 ❖ N—流速仪在测速历时T时间内的总转数。 ❖ T—测速历时
9
实验具体操作过程
❖ 1.首先确定断面宽度，以此确定需要布设多 少条测速垂线。
❖ 2.从断面一侧确定起点，量出第一条测速垂 线到起点的距离。做好垂线标记。
4
垂线水深
方法名称
0.6h
2点法
0.2h, 0.8h
1m<H<3m
3点法
0.2h, 0.6h,0.8h
H>3m
5点法
水面，0.2h, 0.6h,0.8h，水底
一点法：v=v0.6
二点法：v=（v0.2+v0.6）/2
1-6 流速和流量的测量1
（2） C 0 选择在定值范围内， 即 Re d 取值较大 （3）合适的孔板流量计，其C0值为0.6～0.7
4、孔板流量计特点 （1）阻力损失大
2 u0 2 Rg ( i ) hf C0 2
一般为0.8
阻力损失正比于压差计读数R： R↑， uo↑，hf↑
（2）测量范围窄
1 u 0 0
2
缩脉
3
p1
1
2
3
2 u2 u12
2( p1 p2 )
(1)
R 孔板流量计
u1 A1 u2 A2
2( p1 p2 )
A2 位于孔口前方无法测量，而 A0孔可知，可代表 A2
（1）式可写为： u02 u12 C 其中C为校正系数
（2）
流股截面最小处，速度最大，而相应的静压强最低，称为缩脉
u0
2
1 2 p p1 p2 g ( Z 2 Z1 ) (u0 u12 ) 2
升力： pAf F F2 1
1
1
u1
p1
A f 转子最大横截面积
升力由两个分力F1、F2构成
F1为位能差产生：F1 g ( z2 z1 ) Af Vf g （浮力）
qV u0 A0 C0 A0
2 Rg ( i )
A0 m A1
面积比
2、孔流系数 C 0
通过实验求得
p31.图1-25
Red
C 0 f ( R ed , m)
当 Re 一定值后， 3、安装与使用
du1
Co (m)
d （1）上、下游必须有一定的直管距离（15～40） 和 5 d
流速与流量测量PPT课件
3
第一节 流速测量
一．机械法测量流速 二．散热率法测量流速 三. 动压法
4
一．机械法测量流速
1．种类：翼式、杯式
翼式
适用范围杯：式 以前：风速范围为15—20m/s以内，只能测量流速的 平均值，不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指示。 目前：测速范围为0.25—30m/s，并且可测量流速的 瞬时值。可将叶轮的转速转换成电信号。
P 0Pj 1 2v2(1) 可压缩性修正系数
M2 2kM4绝热 指 数
4 24 马赫数
•在通风空调工程中，气体流速一般低于40m/s， 空气温度为20℃，常温下音速为343m/s，
M V 0.12 （1+ε）=1.0034
C
所以气体的可压缩性程度对于动压的影响很小，
一般情况下可忽略。
14
• 国标中规定：测压管的使用上限流体马 赫数M<0.25，测量下限流速在全压孔的 Re>200。上限或下限的规定都是为了避 免造成过大的测量误差。
21
继续看吧
（2）T形毕托管：迎 着流体的开口端测 量流体的总压，背 着流体的开口端测 量流体的静压。一 般用于测量含尘浓 度较高的空气流速， 速度校正系数一般 为 0.83—0.87 。 例 如测量烟气流速。
22
四．激光多普勒测速技术
激光多普勒测速仪是利用随流体运动的 微粒散射光的多普勒效应来获得速度信 息，静止的激光光源发射的激光照射到 随流体运动的粒子上，同时粒子又将接 收到的光波向外散射，当静止的光接收 器接收散射光时，光接收器所收到的散 射光频率fs与静止光源的光波频率f0之 差与运动粒子的速度成正比。这个差值 就叫多普勒频率。
表二达．方式
qm—质量流量 qw—重量流量 qv—体积流量
第一节 流速测量
一．机械法测量流速 二．散热率法测量流速 三. 动压法
4
一．机械法测量流速
1．种类：翼式、杯式
翼式
适用范围杯：式 以前：风速范围为15—20m/s以内，只能测量流速的 平均值，不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指示。 目前：测速范围为0.25—30m/s，并且可测量流速的 瞬时值。可将叶轮的转速转换成电信号。
P 0Pj 1 2v2(1) 可压缩性修正系数
M2 2kM4绝热 指 数
4 24 马赫数
•在通风空调工程中，气体流速一般低于40m/s， 空气温度为20℃，常温下音速为343m/s，
M V 0.12 （1+ε）=1.0034
C
所以气体的可压缩性程度对于动压的影响很小，
一般情况下可忽略。
14
• 国标中规定：测压管的使用上限流体马 赫数M<0.25，测量下限流速在全压孔的 Re>200。上限或下限的规定都是为了避 免造成过大的测量误差。
21
继续看吧
（2）T形毕托管：迎 着流体的开口端测 量流体的总压，背 着流体的开口端测 量流体的静压。一 般用于测量含尘浓 度较高的空气流速， 速度校正系数一般 为 0.83—0.87 。 例 如测量烟气流速。
22
四．激光多普勒测速技术
激光多普勒测速仪是利用随流体运动的 微粒散射光的多普勒效应来获得速度信 息，静止的激光光源发射的激光照射到 随流体运动的粒子上，同时粒子又将接 收到的光波向外散射，当静止的光接收 器接收散射光时，光接收器所收到的散 射光频率fs与静止光源的光波频率f0之 差与运动粒子的速度成正比。这个差值 就叫多普勒频率。
表二达．方式
qm—质量流量 qw—重量流量 qv—体积流量
化工原理流速与流量的测量讲义
外管B处
pB p
外管测得的是 流体的静压能。
返回
3
p
pA
pB
(
p
1
.
u2
)
p
1
.
u2
2
2
点速度：
.
u
2p
即
.
u
2Rg(0 )
讨论：
（1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布 曲线；
返回
（24）流量的求取：
由速度分布曲线积分 VS udA
测管中心最大流速，由 u umax ~ Re max 求平 均流速，再计算流量。
返回
1.167.4 转子流量计 一、结构与原理
从转子的悬浮高度 直接读取流量数值。
返回
二18、流量方程
设Vf为转子的体积，Af为转子最大部
分截面积，ρf为转子的密度，ρ为被测
液体的密度。当转子处于平衡时，
0
0′
转子承受的压力差 = 转子的重
力— 流体对转子的浮力
1
1′
( p1 p2 ) Af V f f g V f g
二、8 流量方程 在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程，暂不计
能量损失
p1
1 2
u12
p2
1 2
u
2 2
变形得
u
2 2
u12
p1 p2
2
u
2 2
u12
2p
问题：（1）实际有能量损失；
（2）缩脉处A2未知。
返回
解决9 方法：用孔口速度u0替代缩脉处速度u2，引入
校正系数 C
由连续性方程
u
2 0
u12
C
热工测试技术第4章 流速和流量的测量.ppt
准大气压测得的体积流量为标准体积流量。
47
第5节 流量测量 ➢基本流体方程
连续性方程 伯努利方程
48
第5节 流量测量
➢连续性方程
1
2
1v1 A1 2v2 A2
为某截面积上的平均速度
截面积：A1
流 速：v1
密 度：ρ1
A2
v2
ρ2
const v1A1 v2 A2
不可压缩的流体在稳定流动时，流 过各截面流体的体积为常量。
第4章 流速和流量的测量
1
第4章 流速和流量的测量
掌握稳态流体速度的测量原理及方法； 掌握几种速度探针的原理及结构； 掌握热线风速仪及多普勒测速仪的原理及测量电路； 掌握速度方向的测量原理和几种方向探针的结构及 使用方法； 掌握流量测量原理和几种流量计的工作原理及结构。
2
第1节 流体速度大小的测量
b Fd n1
b' vn
31
第4节 热线风速仪
Rw R0[1 (Tw T0 )]
I
2 w
(a ' b 'un )(Tw Tf )
R0[1 tw t0 ]
a ' aF d
b Fd n1 b' vn
32
第4节 热线风速仪
1
u
I
2
R0
1
Tw
T0
a,
(Tw
Tf
)
n
b, Tw Tf
49
第5节 流量测量
➢伯努利方程
势能
+
动能
流体能
压力能
gh1
v12 2
p1
1
gh2
v22 2
p2
第六章 流量测量(新)
第六章 流量检测及仪表
第一节 流量测量的基本知识
一、流体的流量 流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截 面流体的量，也称为瞬时流量。 在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量， 也称作积分流量或累积流量。总量除以得到总量的时间就称为 该段时间内的平均流量。 流体流量的表示：一般可分为质量流量 qm 和体积流量 qV。 两 者之间满足以下关系：
式中
n——椭圆齿轮的旋转次数；V0——半月形测量室 的容积； R——容积室的半径； a，b——椭圆齿 轮的长半轴和短半轴；δ——椭圆齿轮的厚度。
椭圆齿轮流量计的工作原理
腰轮流量计
二、容积式流量计的特点
1．测量准确度高，一般可达±(0.1～0.5)％，是所有流 量仪表中测量精度最高的一类仪表。 2．安装管道条件对流量计计量精度没有影响，流量计前 不需要直管段，这使得容积式流量计在现场使用有 极重要的意义。 3．测量范围较宽，典型的流量量程比可为5:1到10:1， 特殊的可达30:1。 4. 机械结构较复杂，体积庞大笨重，一般只适用于中小 口径仪表。 5. 大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含 有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有 气体的液体时必须安装气体分离器。
l m 1 1.25 D
所以，体积流量与频率f之间的关系为：
d d qv D (1 1.25 ) f 4 D St
2
二、涡街流量计的结构
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。 传感器包括旋涡发生体、检测元件、安装架和法 兰等。 转换器包括前臵放大器、滤波整形电路、接线端 子、支架和防护罩等。智能式仪表还将CPU、存储单元、 显示单元、通讯单元及其他功能模块也装在转换器内， 形成智能型和组合型涡街流量。 旋涡发生体是涡街流量计的关键部件，一般采用 1Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢。旋涡发生体的几何参数大多 通过实验确定。旋涡发生体的形状按柱形分，它有圆 柱、三角柱、梯形柱、T形柱等；按结构分，它有单体、 双体和多体之分。
第一节 流量测量的基本知识
一、流体的流量 流量的定义：流体流量是指单位时间内流过管道或明渠某一截 面流体的量，也称为瞬时流量。 在某一段时间间隔内流过某一截面的流体的量称为流过的总量， 也称作积分流量或累积流量。总量除以得到总量的时间就称为 该段时间内的平均流量。 流体流量的表示：一般可分为质量流量 qm 和体积流量 qV。 两 者之间满足以下关系：
式中
n——椭圆齿轮的旋转次数；V0——半月形测量室 的容积； R——容积室的半径； a，b——椭圆齿 轮的长半轴和短半轴；δ——椭圆齿轮的厚度。
椭圆齿轮流量计的工作原理
腰轮流量计
二、容积式流量计的特点
1．测量准确度高，一般可达±(0.1～0.5)％，是所有流 量仪表中测量精度最高的一类仪表。 2．安装管道条件对流量计计量精度没有影响，流量计前 不需要直管段，这使得容积式流量计在现场使用有 极重要的意义。 3．测量范围较宽，典型的流量量程比可为5:1到10:1， 特殊的可达30:1。 4. 机械结构较复杂，体积庞大笨重，一般只适用于中小 口径仪表。 5. 大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体。测量含 有颗粒、脏污物的流体时需安装过滤器，测量含有 气体的液体时必须安装气体分离器。
l m 1 1.25 D
所以，体积流量与频率f之间的关系为：
d d qv D (1 1.25 ) f 4 D St
2
二、涡街流量计的结构
涡街流量计由传感器和转换器两部分组成。 传感器包括旋涡发生体、检测元件、安装架和法 兰等。 转换器包括前臵放大器、滤波整形电路、接线端 子、支架和防护罩等。智能式仪表还将CPU、存储单元、 显示单元、通讯单元及其他功能模块也装在转换器内， 形成智能型和组合型涡街流量。 旋涡发生体是涡街流量计的关键部件，一般采用 1Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢。旋涡发生体的几何参数大多 通过实验确定。旋涡发生体的形状按柱形分，它有圆 柱、三角柱、梯形柱、T形柱等；按结构分，它有单体、 双体和多体之分。
化工原理 第一章 流速和流量的测量
2019/11/12
二、孔板流量计
1、孔板流量计的结构 （1）节流元件为孔板—— 中央开有圆孔的金属板（ 锐孔）； （2）垂直安装在管道中； （3）孔板前后分别引出两 个测压口，分别与压差计 相连。
2019/11/12
法兰 金属孔板 压差计
孔 板 流 量 计 实 物 图
2019/11/12
数字压差计 孔板流量计
2019/11/12
第六节 流量的测量
流量计的两种类型
1、变压头流量计 【特点】将流体的动压头的变化以静压头的变化的 形式表示出来。读数指示由压强差换算而来。 【例如】测速管、孔板流量计和文丘里流量计。 【说明】除测速管测定管截面上的点速度外，其余 均测得平均速度。
2019/11/12
2、变截面流量计 【特点】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。（恒压差、变截 面） 【例如】转子流量计。 【说明】变截面流量计可直接测得流体的体积流量 。
2019/11/12
一、测速管（Pitot tube 皮托管）
1、测速管的结构 ①两根弯成直角的同心 套管； ②内管管口敞开； ③外管的管口封闭； ④外管前端壁面四周开 有若干测压小孔。
2019/11/12
毕 托 管 实 物 图
2019/11/12
【说明】为了减小误 差，测速管的前端经 常做成半球形以减少 涡流。
ur
2p ——测速管测定管内流体的点速度的基
本公式
【结论】可通过测量内、外管的压力差计算管内流 体的点速度。
2019/11/12
若使用U形管压差计，所测流体的密度为ρ，U型管
压差计内充有密度为ρ0 的指示液，读数为R。
二、孔板流量计
1、孔板流量计的结构 （1）节流元件为孔板—— 中央开有圆孔的金属板（ 锐孔）； （2）垂直安装在管道中； （3）孔板前后分别引出两 个测压口，分别与压差计 相连。
2019/11/12
法兰 金属孔板 压差计
孔 板 流 量 计 实 物 图
2019/11/12
数字压差计 孔板流量计
2019/11/12
第六节 流量的测量
流量计的两种类型
1、变压头流量计 【特点】将流体的动压头的变化以静压头的变化的 形式表示出来。读数指示由压强差换算而来。 【例如】测速管、孔板流量计和文丘里流量计。 【说明】除测速管测定管截面上的点速度外，其余 均测得平均速度。
2019/11/12
2、变截面流量计 【特点】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。（恒压差、变截 面） 【例如】转子流量计。 【说明】变截面流量计可直接测得流体的体积流量 。
2019/11/12
一、测速管（Pitot tube 皮托管）
1、测速管的结构 ①两根弯成直角的同心 套管； ②内管管口敞开； ③外管的管口封闭； ④外管前端壁面四周开 有若干测压小孔。
2019/11/12
毕 托 管 实 物 图
2019/11/12
【说明】为了减小误 差，测速管的前端经 常做成半球形以减少 涡流。
ur
2p ——测速管测定管内流体的点速度的基
本公式
【结论】可通过测量内、外管的压力差计算管内流 体的点速度。
2019/11/12
若使用U形管压差计，所测流体的密度为ρ，U型管
压差计内充有密度为ρ0 的指示液，读数为R。
第6节流量和流速的测量 22页PPT
在1-1’和0-0’间列柏努利方程，先略去阻力损失
p1 u12 p0 u02
2 2
2019/9/8
A1u1 A0u0
p1p0
u02u12 2
u2021A A102
u0
1
1A0/A12
2p1p2
考虑到流体在孔板流动时会有阻力损失，加一校正系数CD
2019/9/8
三、文丘里流量计
管道中的流量为
Vs CvA0
2gR A
Cv的值一0.般 98~为 0.9。 9
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。
2019/9/8
四、转子流量计
1、转子流量计的结构及工作原理 2、流量公式
1) 优点 阻力损失小，测量范围宽， 流量计前后不需稳定管段。
2) 缺点 不耐高压 (小于0.5 MPa)， 管道直径有限 (小于50mm)。
2019/9/8
5、安装
1) 必须垂直安装（只能测垂直管中流量）； 2) 必须保证转子位于管中心；
（转子上刻有斜槽） 3) 为便于检修，流量计应有旁路。
6、使用
2019/9/8
p1p2(z2z1) g1 2(u2 2u1 2)
因为A1·u1=A2·u2
因此，u2
1 1(A2)2
A1
2gVf (f ) Af
考虑阻力损失以后，需要对u2进行校正
u2C0
1 1(A2)2
2gVfA (ff )CR
2gVf(f ) Af
2019/9/8
6、毕托管的优点： ◇ 结构简单； ◇ 使用方便； ◇ 流体的机械能损失很少。 7、毕托管的局限性： ◇ 测速管只能得到流场中某点的速度； ◇ 测压孔易堵塞。
p1 u12 p0 u02
2 2
2019/9/8
A1u1 A0u0
p1p0
u02u12 2
u2021A A102
u0
1
1A0/A12
2p1p2
考虑到流体在孔板流动时会有阻力损失，加一校正系数CD
2019/9/8
三、文丘里流量计
管道中的流量为
Vs CvA0
2gR A
Cv的值一0.般 98~为 0.9。 9
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。
2019/9/8
四、转子流量计
1、转子流量计的结构及工作原理 2、流量公式
1) 优点 阻力损失小，测量范围宽， 流量计前后不需稳定管段。
2) 缺点 不耐高压 (小于0.5 MPa)， 管道直径有限 (小于50mm)。
2019/9/8
5、安装
1) 必须垂直安装（只能测垂直管中流量）； 2) 必须保证转子位于管中心；
（转子上刻有斜槽） 3) 为便于检修，流量计应有旁路。
6、使用
2019/9/8
p1p2(z2z1) g1 2(u2 2u1 2)
因为A1·u1=A2·u2
因此，u2
1 1(A2)2
A1
2gVf (f ) Af
考虑阻力损失以后，需要对u2进行校正
u2C0
1 1(A2)2
2gVfA (ff )CR
2gVf(f ) Af
2019/9/8
6、毕托管的优点： ◇ 结构简单； ◇ 使用方便； ◇ 流体的机械能损失很少。 7、毕托管的局限性： ◇ 测速管只能得到流场中某点的速度； ◇ 测压孔易堵塞。
化工原理课件-流速和流量测定
qv qvo u0 A0 C0 A0
2 p1 p0
若采用正U型管压差计测 量压差则：
u
u0 C0
2i gR
qv C0 A0
2i gR
缩脉
1
2
3
0
0
1
2
3
R
孔板流量计
C0与哪些因素有关？ C0 主 要 取 决 于 管 道 流 动 的 Re1 和 面 积比m 、测压方式、孔口形状、加
压差计读数反映冲压能与静压能之差，即
p
pB
pA
( pA
u
2 A
)
pA
u
2 A
2 2
则有
uA
2p
若U型管压差计的读数为R，指示液的密度为ρi ， 流体的密度为ρ，则根据静力学基本方程，可得
uA
2gR(i )
当被测的流体为气体时，上式可化简为
uA
转子流量计 体积流量
qv CR A0
2( f )Vf g Af
（1）特点： 恒压差、变截面——截面式流量计
（2）刻度换算： 标定流体： 20℃水（＝1000kg/m3 ） 20℃、101.3kPa下空气（ ＝1.2kg/m3）
CR相同,同刻度时:
qvB A( f B ) qvA B ( f A)
工光洁度、孔板厚度，管壁粗糙度
也对C0有影响。对以上情况都规定 的标准孔板， C0 = f(Red , m)，其
关系由实验测定。
Red
du1
不是Re0
d0u0
如图所示为标准孔板的C0曲线，
化工原理(少学时)课件和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案1.6流速与流量的测量
0.3164 Re
0.25
0.0223
26
2013-6-2
在贮槽液面 1和管路出口内侧 2截面间列BE得： 1 2 0.3 9.81 104 80 1.252 H e 20 ( 1) 9.81 878 0.151 2 9.81 24.44m
gH e qv 878 9.81 24.44 70.48 (3) Pa 100% 6.7 KW 3600 0.7 1000
2
复杂管路 设计型、操作 型问题
2013-6-2
2 l le u 2 l u h f ( ) ( ) d 2 d 2
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重要概念 连续介质模型、等压面、牛顿粘性定律、 粘度及其影响因素、雷诺数、 层流与湍流的本质区别、 因次分析法本质、 边界层概念（普兰特边界层理论） 、 边界层厚度、边界层的形成和发展、边界层分离。 设备及仪表 压差计、流量计等结构及测量原理。
2013-6-2
23
例1-21:如图示， 用泵将贮槽A内的油用φ159×4mm 的管道送至设备B,设备B内液面上方压力表读数为 0.3kgf/cm2 ,管路总长度(包括孔板在内所有局部阻 力的当量长度，不含管路出口阻力损失)为80 m,管 路上装有孔板流量计,孔板的内径为56.6 mm,孔流 系数c0=0.61,∪形压差计读数Ｒ=747mmHg。求: (1)流量m3 /h ? (2)泵的压头(m油柱) ? (3)当泵的效率η=70％,求轴功率(kw)？ 已知ρ油=878 kg/m3 ,粘度μ=4.1 cp,ρ汞=13600 kg/m3, 管内流动的摩擦系数可按下列式子计算:层流时 λ=64/Re,湍流时λ=0.3164/Re 0.25 。
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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。
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四、转子流量计
1、转子流量计的结构及工作原理 2、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,若忽略转子旋转的切
向力 p 1 p 2 A f V f fg
1 u2C0 1(A2)2
2gVfA (ff )CR
2gVf(f ) Af
A 1
校正系CR 数 f： (Re,转子形式）
当 R e140 时C ， R0.98
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流 量 ： Vs CRA2
2gVf (f ) Af
当Re>104时，Vs A2 h2 所以，由刻度就可以直接触读出流量 3、流量计的校正
一、测速管
1、测速管（皮托管）的结构
B A
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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ρ，U型管压差计内充有密度为ρ’
的指示液，读数为R。
u2
' gR
2g
g
u 2gR()
——测速管测定管内流体的基本原理和换算公式
实际使用时
uc
2gR()
c=0.98~1.00
2gR A
ws A0u0
C0A0 2gRA
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当Re1超过某界限值时，C0不再随Re1而变，即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
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
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令C0 CD
1
1A0 / A1 2
C0—— 孔 流 系 数 ，
u0C0
2p1p0
C0=f (A0/A1,Re1)
用孔板前后压强的变化就可以计算孔板小孔流速u0 U型管压差计读数为R，指示液的密度为ρA
p1p0AgR
u0 C0
2gRA
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ห้องสมุดไป่ตู้
若以体积或质量表达， 则
Vs C0A0
2、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。
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3、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，然后可根据截面 上速度分布规律换算平均速度。
102
103
Re
104
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0.9
u/umax
0.8
0.7 0.6
0.5
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103
1) 刻度标准(厂家)：液体 20℃、 水；
气体 20℃、101325 Pa的空气。 2) 条件变化时，需要校正：
a)当流体的密度发生变化时，
Vs,B Vs, A
A(f B ) B (f A)
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b)当转子的密度也发生变化时，
Vs,B A(f B) Vs,A B(f A) 4、转子流量计的优缺点
第一章 流体流动
第六节 流速和流量的测量
一、测速管 二、孔板流量计 三、文丘里流量计 四、转子流量计
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流量计
变压头流量计 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
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变截面流量计 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
在1-1’和0-0’间列柏努利方程，先略去阻力损失
p1 u12 p0 u02
2 2
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A1u1 A0u0
p1p0
u02u12 2
u2021A A012
u0
1
1A0/A12
2p1p2
考虑到流体在孔板流动时会有阻力损失，加一校正系数CD
u0CD
1
1A0/A12
2p1p0
CD：排出系数。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。
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Remax
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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8~12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。
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6、毕托管的优点： ◇ 结构简单； ◇ 使用方便； ◇ 流体的机械能损失很少。 7、毕托管的局限性： ◇ 测速管只能得到流场中某点的速度； ◇ 测压孔易堵塞。
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二、孔板流量计
1、孔板流量计的结构
1
d1S1u1
0
d0S0u0
0
1
2
d2S2u2
2
R
孔板流量计
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4、安装 a）管口截面： 严格垂直于流体的流动方向； b）测量点选择： 在稳定流动段（直管段）， 且前后直管各50d , 至少 8-12d； c）毕托管直径： 外径不超过管径的1/50； d）测量气体时： 压力变化不超过15%； 要求气体流速 > 5 m/s； e）压差较小时： 可配合微差压差计使用。 5、适用条件 大直径管路；流体含固体杂质时不宜采用。
pf
,0
1dd10
2
(p1
p0)
孔板的缩口愈小，孔口速度愈大，阻力损失愈大。所
以，选择合适的孔板流量计A0/A1的值，是设计该流量计 的核心问题。
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三、文丘里流量计
管道中的流量为
Vs CvA0
2gR A
Cv的值一0.般 98~为 0.9。 9
优点：阻力损失小，大多数
用于低压气体输送中的测量
p1
p2
Vf Af
f
先不考虑阻力损失，在1-1及2-2间列伯努利方程
z1gp 1u212 z2gp2u222
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p1p2(z2z1) g1 2(u2 2u1 2)
因为A1·u1=A2·u2
因此，u2
1 1(A2 )2
A1
2gVf (f ) Af
考虑阻力损失以后，需要对u2进行校正