实验之管道内压力流量的测量
流体管道压力流速流量测定实验（可编辑）
流体管道压力流速流量测定实验龚红卫南京工业大学城建学院流体管道压力流速流量测定实验一实验目的二实验所用仪器量具三测定前的准备四测定内容五测定步骤一实验目的通过本实验要求掌握用毕托管与微压计来测量风管中风压风速和风量的方法并了解微压计的工作原量基本构造和使用方法学会使用机械风速仪和热电风速仪二实验所用仪器量具 1．毕托管标准普通 2．倾斜式或补偿式微压计 3．风速仪 4．温度计0℃50℃ 5．气压计 6．钢卷尺卡尺三测定前的准备 1．选择测定断面测定断面原则应选在气流均匀而稳定的直管段上离开产生涡流的局部构件有一定的距离以免受局部阻力的影响即按气流方向在局部阻力之后大于或等于4倍管径或矩形风管大边尺寸在局部阻力之前大于15倍管径或矩形风管大边尺寸的直管段上如图1当条件受到限制时距离可适当缩短但也应使测定断面到前局部构件的距离大于测定断面到后局部构件的距离同时应适当增加测定断面上测点的数目风管测定断面位置图 2．确定断面内的测点 1矩形风管断面没测点的位置 2圆形风管断面测点的位置在圆形风管内测量平均流速时应根据管径的大小将断面划分为若干个面积相等的同心环每个圆环测量四个点且这四个点必须位于互相垂直的两直径上在相互垂直的直径上应开两个测孔如右图测定断面上所划分的圆瑨数目见下表圆形风管测点圆环数及测点数各测点距风管中心距离可按下式计算四测定内容 1．风管内风压的测定根据流体力学理论知道对不可压缩流体在管内任意断面上的全压等于其静压与动压之和则动压等于全压与静压之差由此原理并根据倾斜式微压计的测压原理欲测风管断面上的全压静压和动压可按如图5进行连接由上页图5可看出毕托管是测量风压的一次仪表它作用把风管内的压力传递出来而微压计则是用来显示风压大小的二次仪表测定前根据测定断面是处于通风机的吸入段还是压出段将毕托管与微压计正确加以连接然后根据计算出的测点位置依次进行测量测量时将多向阀手柄板向测量位置在测量管标尺上即可读出液柱长度再乘以倾斜测量管所固位置上的仪器常数K值即得所测压力值mmH20 测定断面上的平均静压Pj平均全压Pq可按下式计算 1234式中的n为断面上测点总数在测量动压时有时会碰到某些测点的读数为零值或负值的情况这表明该断面上气流很不稳定产生了涡流但通过该断面的流量并没改变在计算平均动压时宜将负值当作零值处理但测点的总数应为动压为负值及零值在内的全部测点五测定步骤谢谢龚红卫 sanwencom 图1 1风机 2测定断面a为风管的大边 d为风管直径在测定断面的内各点的气流速度是不相等的因此应选择有代表性的测点在测定断面内确定测点的位置和数目主要决于风管断面形状和尺寸在矩形风管内测量平均流速时可将断面划分为若干个面积相等的小截面并使各小截面尽可能接近正方形其面积不大于005m2小截面的边长为200250mm最好取小于220mm测定位于各小截面的中心处如下图图2矩形截面内的测点位置示意图图3 圆形截面内的测点位置图4三个圆环时测点位置示例图 3 图4 风管直径＜ 200 200～400 400～600 600～800 800～1000 ＞ 1000圆环数个 3 4 5 6 8 10 测点数 12 16 20 24 32 40 式中R 风管的半径mm Rn风管中心到第n环测点的距离mm n 从风管中心算起圆环的顺序号m 风管断面所划分的圆环数为了使一时确定测方便可将测点到风管中心的距离换算成测点到管壁即测孔的距离ＫＲ如图3Ｋ为倍数见后页表格式1 圆环上的测点到管壁的距离Ｋ值５ 005 016 029 045 068 132 155 171 184 195 测点编号３４６１ 009 006 004 ２ 029 021 013 ３ 059 039 024 ４ 141 065 035 ５ 171 135 050 ６ 191 161 017 ７ 179 129 ８ 194 150 ９ 165 10 176 11 187 12 196 图5 皮托管与倾斜微压计的连接方法式1 当动压值相差太大时测量断面上的平均动压Pd通常按均方根动压求得若各测点动压值相差不大可用动压的算术平均值计算式2 式4 式3 1平均风速的计算Vp 知道测定面上的平均动压后则测定断面上的平均风速可按下式计算 ms 式 5 5式中γ液体压差计所用液体的容重Nm3 γ流动气体本身的容重Nm3 φ经实验校正的流速系数一般取1hr 液柱差 m 2．风管内风量的确定由于流动气体本身的密度kgm3 φ 1 ms 则式6 在常温条件下大气压760mmHg柱式中 Pd 平均动压mmH2O 式7 如果所测温度是非常温应按下式计算空气的密度可按下式计算 Kgm3 式8 式中Pa大气压力kgm2 ta环境温度℃ R空气常数R 294 kgmkg℃ρa非常温条件下空气密度kgm3 应注意当风管风速小于2ms时采用热球风速仪直接测量风管截面上的平均风速然后取其算术平均值作为该断面的平均风速 2风管风量的确定 m3h 式9 式中 F 风管截面积m2 Vp 平均风速ms 1．熟悉测量风压仪器的使用方法及注意事项检查测定断面位置是正确用内径卡尺测量风管的直径D及大边长A 2．根据测定断面上已开好的测孔将毕托管与微压计正确地加以连接并算出各测点到管壁的距离用胶布或调节环标示在毕托管上将毕托管装在测架上 3．启动风机分别在测定断而后水平或垂直方向上测出各测点的全压静压和动压并记录在对应表格上页中 4．第一次测定完毕后用调节阀改变风量重复几次每调节一次风量在测定前后都要用温度计读出气流的温度取其平均值同时测出大气压力求空气密度 5．关闭风机整理好仪器并计算测定结果管道内风速风压风量测定记录计算表日期大气压 Pa空气温度℃风管直径或大边长 mm面积 m2 测定次数测点全压值 Pq 静压值Pj 动压值 Pd 常用仪器平均动压平均风速风量 mmH2O mmH2O mmH2O k Pdp mmH2O Vp ms L m3h。
流量测量实验报告
流量测量实验报告本次实验旨在对流量进行测量和分析，以便更好地了解和掌握流量的特性和规律。
通过本次实验，我们将对流量的测量方法和步骤进行详细介绍，并对实验结果进行分析和总结，以期为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。
一、实验目的。
本次实验的主要目的是通过实际操作，掌握流量的测量方法和步骤，了解流量的特性和规律。
具体目标包括：1. 掌握流量测量的基本原理和方法；2. 了解不同流量测量仪器的使用和特点；3. 分析流量测量实验的结果，掌握数据处理和分析方法。
二、实验原理。
流量是指单位时间内通过管道或通道的流体体积，通常用立方米/秒（m³/s）或升/秒（L/s）来表示。
流量的测量主要有直接测量和间接测量两种方法，其中间接测量方法包括差压法、旋翼式流量计、涡街流量计等。
三、实验步骤。
1. 准备工作，检查流量测量仪器和设备，确保正常运转；2. 流量测量仪器的安装和调试，根据实验要求，选择合适的流量测量仪器，进行安装和调试；3. 流量测量实验，根据实验要求，进行流量测量实验，记录实验数据；4. 数据处理与分析，对实验数据进行处理和分析，得出结论。
四、实验结果与分析。
经过实验测量和数据处理，我们得到了如下实验结果：1. 在不同流量条件下，使用差压法、旋翼式流量计和涡街流量计进行测量，得到了相应的流量数值；2. 对比不同测量方法的优缺点，分析了实验结果的可靠性和准确性；3. 根据实验数据，得出了流量与压力、速度等因素的关系，探讨了流量的影响因素和规律。
五、实验总结与思考。
通过本次实验，我们对流量的测量方法和步骤有了更深入的了解，同时也发现了一些问题和不足之处。
在今后的实验和研究中，我们将进一步完善实验方法，提高数据的准确性和可靠性，为相关领域的研究和应用提供更可靠的数据支持。
六、参考文献。
[1] 《流体力学》，XXX，XXX出版社，2010年。
[2] 《流量测量技术》，XXX，XXX出版社，2015年。
以上为本次流量测量实验的报告内容，希望能对相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。
流量测量实验报告
流量测量实验报告一、实验目的1.理解流体的流动状态与流量的关系；2.学习流量测量的基本原理和方法；3.掌握流量测量实验的基本步骤和操作技巧。
二、实验原理流量是单位时间内流过其中一断面的流体的体积或质量，通常用单位时间内通过管道横截面的流体体积来表示。
流量的测量可以通过利用流速和管道截面积的关系来实现。
一般情况下，流量计有两种类型：质量流量计和体积流量计。
质量流量计是根据流经仪器的原料质量差异来实现测量的，而体积流量计是根据流经仪器的原料体积差异来实现测量的。
三、实验仪器和材料1.流量计；2.液位计；3.手动泵；4.水桶；5.管道系统。
四、实验步骤1.准备工作：a)检查仪器和管道系统是否完好无损；b)通水并调节管道系统内压力为设定值。
2.测量液体流量：a)将流量计与管道系统连接，并确保连接处密封良好；b)开启流量计，记录初始液位和时间；c)开始泵送液体，记录液位和时间；d)随着时间的推移，记录不同时间点的液位；e)完成液体泵送后，关闭泵和流量计。
3.数据处理：a)根据液位的变化以及时间的记录，计算出不同时间段的流量；b)将所得流量数据绘制成流量-时间曲线图。
五、实验结果与分析根据实验所得数据和绘制的流量-时间曲线图，我们可以看出流量随时间的变化趋势。
通过对实验结果的分析，我们可以总结出以下几点结论：1.初始时刻的流量较小，随着液体泵送时间的增加，流量逐渐增大；2.流量在一定时期内保持相对稳定状态，说明管道系统内的流体流动稳定；3.当泵送时间达到一定值后，流量开始逐渐减小，可能是由于阻力的增加导致流动受限；4.流量-时间曲线图呈现出明显的变化趋势，可以通过对曲线的斜率和曲线的凹凸性进行分析，进一步研究流体流动的规律。
六、实验总结通过本次实验，我对流量测量的基本原理和方法有了更深入的了解。
同时，我也学会了如何正确操作流量计和液位计，并且掌握了数据处理的方法。
实验结果表明，流量测量的准确性和可靠性决定于仪器的精度和操作的规范性。
压力和流量的测量
04
压力和流量关系分析
伯努利方程在管道流动中应用
伯努利方程
局限性
伯努利方程是描述流体在管道中流动 时，压力、速度和高度之间关系的方 程。
伯努利方程假设流体为不可压缩的， 且流动为定常流动，对于高速流动和 可压缩流体，其应用受到一定限制。
应用场景
伯努利方程可用于计算管道中不同位 置的压力和速度，以及预测流体在管 道中的流动行为。
技术发展与应用需求
随着科技的进步和产业的发展，对于压力和流量测量的精度 、稳定性、可靠性等要求不断提高，同时新的测量技术和方 法也不断涌现。
汇报范围
压力测量原理及技术应用
介绍压力测量的基本原理，包括压力传感器的工作原理、信号调理与处理技术，以及压力 测量技术在不同领域的应用实例。
流量测量原理及技术应用
数据采集、处理与可视化展示技巧分享
数据采集
使用高精度数据采集系统，确保数据的准确性和 可靠性。
数据处理
对采集到的数据进行预处理，如去噪、平滑等， 以提高数据质量。
可视化展示
利用图表、曲线等方式将数据可视化，便于观察 和分析数据的特征和趋势。
实验结果讨论与误差分析
实验结果讨论
根据实验数据，分析压力和流量之间 的关系，以及不同参数对实验结果的 影响。
• 国际合作与交流的加强：压力和流量测量技术是一个国际性的研究领域，加强 国际合作与交流对于推动该领域的发展具有重要意义。我们可以通过参加国际 会议、访问交流等方式，积极与国际同行进行交流和合作，共同推动压力和流 量测量技术的进步和发展。
THANKS
感谢观看
系统优化与节能
通过对液压系统的压力和流量进行监测和分析，可以找出系统中的瓶 颈和优化潜力，提出改进方案，实现系统的高效运行和节能。
管道流体流量的测量方法
管道流体流量的测量方法英文回答：Flow measurement is an essential aspect of managing and controlling fluid systems in various industries. There are several methods available to measure the flow rate offluids in pipelines. In this response, I will discuss two common methods: the differential pressure method and the ultrasonic method.The differential pressure method is widely used for measuring flow in pipelines. It involves placing a restriction, such as an orifice plate or a venturi tube, in the pipeline. As the fluid passes through the restriction, the pressure difference across it is measured. By using the Bernoulli's equation, the flow rate can be calculated based on the pressure difference. This method is suitable for both liquid and gas flows and can be applied to a wide range of pipe sizes. However, it requires accurate pressure measurements and may introduce pressure losses in thesystem.On the other hand, the ultrasonic method is a non-intrusive technique for flow measurement. It utilizes ultrasonic waves to determine the flow rate of fluids. There are two types of ultrasonic flow meters: transit-time and Doppler. Transit-time meters measure the difference in time between upstream and downstream ultrasonic signals, while Doppler meters measure the frequency shift caused by the motion of particles in the fluid. Ultrasonic flow meters are ideal for applications where non-intrusive measurement is required, such as in corrosive or high-pressure environments. However, they may be affected by factors like pipe wall thickness and fluid properties.中文回答：流量测量是管理和控制各种行业中流体系统的一个重要方面。
安全检测与仪表课程压力和流量的测量
管道为不导磁材料，导电液体在管道内流动时切割磁力线，在和磁
场及其流动方向垂直的方向上产生感应电动势，即E=BDv，v为管道
内流体平均流速。故v=E/BD,可得流量
Qv
D 2
4
v
DE
4B
电磁流量计的特点
电磁流量变送器的测量管道内无运动部件和阻力环节 ，因此，使用可靠、维护方便、寿命长，而且压力损 力很小；
压力和流量的测量
压力的测量
压力:垂直作用于物体单位面积上的力称为压强P ，工程上常称之为压力。 大气压力，地球表面上空气柱重量所产生的压力 ，以P0表示 绝对压力，用a表示，如7.2 Pa(a)
压力的绝对大小
相对压力，又称工作压力、表压力，用g表示， 如1 MPa(g)
压力计的指示值，是绝对压力P与大气压力的差值。
不能测量气体、蒸气和石油制品等的流量。
2.超声波流量计
原理：超声波在流动介质中传播时，如果其方向 与介质运动方向相同，则传播速度加快；如果其 方向与介质运动方向相反，则传播速度减低。超 声波流量计正是根据传播速度和流体流速有关工 作的。
特点：超声波流量计适合于测量大管径、非导电 性、强腐蚀性的液体或气体的流量，并且不会造 成压力损失
10000≤Re （0.45<β）
法兰取压 d≥12.5
50≤D≤1000 0.20≤β≤0.75
D（D/2） 取 压
1260β2D≤Re
标准喷嘴
ISA 1932喷嘴 长径喷嘴
节流装置（取
压管及内部的节 流孔板）
前取压管
节流孔板
后取压管
（3）文丘里管/文丘里喷嘴
文丘里喷嘴的压力损失较小。
流体入口 狭窄部位
qm qv
管道中流体的压力实验
管道中流体的压力实验管道中的流体压力是工程领域中一个重要的参数，它对于流体流动的控制和预测至关重要。
为了准确测量管道中的流体压力，工程师们常常进行各种实验。
本文将介绍一种常用的管道中流体压力实验方法，以及实验步骤和数据处理过程。
一、实验目的本实验旨在通过测量管道中流体的压力，了解流体压力与管道内参数的关系，以及流体在管道内的流动特性。
通过实验数据的分析，可以得出流体压力与流速、管道直径和管道长度等参数之间的定量关系，为后续工程设计和流体力学研究提供依据。
二、实验仪器与材料1. 管道试验台：包括直径可调的管道、流量计、压力传感器等。
2. 流体：选择适合实验要求的流体，如水、空气等。
3. 测量工具：液压表、流速计等。
三、实验步骤1. 设置实验装置：将管道试验台放置在实验室平稳的工作台上，连接流量计和压力传感器。
2. 准备工作：先将流体输送管道和仪器进行清洁，确保无杂质存在。
接着，连接液压表和流速计，并将其置于合适的位置。
3. 开始实验：打开流体供应开关，使流体开始进入管道。
随着流体的输入，记录流体流入管道的时间以及流量计上的读数，同时记录压力传感器上的压力值。
4. 改变参数：在实验过程中，可以改变管道的直径、流速和管道长度等参数进行多次实验。
每次实验前，需将各测量仪器的初始数值记录下来，并在实验过程中随时监测和记录实验数据。
5. 数据处理：将实验数据进行整理和分析，绘制压力-流速曲线、压力-管道直径曲线和压力-管道长度曲线等图表。
根据曲线的趋势和实验数据，得出管道中流体压力与相应参数之间的关系。
四、数据处理与分析根据实验获得的数据，可以进行如下数据处理和分析：1. 绘制压力-流速曲线：将不同流速下的压力值与相应的流速值绘制在同一坐标系上，观察并分析曲线的形态，得出流速对于管道中流体压力的影响。
2. 绘制压力-管道直径曲线：将不同直径的管道中测得的压力值与相应的管道直径值绘制在同一坐标系上，观察并分析曲线的趋势，得出管道直径对于流体压力的影响。
压力测量和12流量测量
了解压力和流量的关系对于流体系统的设计、优化和控制 非常重要，特别是在工业流程和设备中。
压力和流量在工业流程中的作用
1
在工业流程中，压力和流量的测量和控制对于保 证生产过程的稳定性和效率至关重要。
2
压力的测量和控制有助于确保流体在管道中的流 动状态和稳定性，防止因压力波动或过压而引起 的设备损坏或生产事故。
考虑传感器成本、安装维护等因素，选择 经济实用的测量技术。
05
压力和流量测量的挑战与 解决方案
压力和流量测量的误差来源与控制
误差来源
压力和流量测量过程中，误差可 能来源于传感器精度、环境因素 、流体特性等。
控制方法
为减小误差，应选择高精度传感 器，定期校准和维护测量设备， 考虑环境因素对测量的影响，以 及了解流体的特性。
优点
结构简单、成本低、维 护方便。
缺点
精度相对较低，受多种 因素影响，可能需要校 准和补偿。
压力和流量测量技术的比较与选择
精度要求
流体特性
高精度测量需要直接测量技术；一般精度 要求可选择间接测量技术。
考虑流体物性、温度、压力等因素对测量 精度的影响，选择合适的测量技术。
应用场景
成本和维护
根据实际应用场景选择合适的测量技术， 如高温高压环境需选择耐高温高压的传感 器。
流量测量的分类
根据测量原理和测量方法 的不同，流量测量可以分 为多种类型，如容积法、 速度法、质量法等。
流量计的种类与选择
流量计的种类
流量计有多种类型，如涡街流量计、 涡轮流量计、电磁流量计、超声波流 量计等。
流量计的选择
流量计的安装与维护
流量计的安装位置和安装方式对测量 精度和稳定性有很大影响，需要按照 规范进行安装，同时定期进行维护和 校准。
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实验二 管道内压力流速测量
小组成员：刘敏（1008180122）卢艺杰（1008180123）陶阳（1008180132） 一、实验目的
1熟悉热线风速仪的使用方法 2了解压差传感器的使用
二、实验原理
1热线风速仪的测速原理
热线风速仪是利用通电的热线探头在流场中会产生热量损失来进行测量的。
如果流过热线的电流为I ，热线电阻为R ，则热线产生的热量是
R I
Q 2
1
=。
当热线探头置于流场中时，流体对热线有冷却作用。
忽略热线的导热损失和辐射损失，可以认为热线是在强迫对流换热状态工作的，根据牛顿公式，热线散失的热量为
)(t 2
t Q
f W F -=α
式中 α——热线的对流换热系数 F ——热线的换热表面积
t
w
——热线温度
t
f
——流体温度
在热平衡条件下，有
Q
Q 2
1
=，因此可写出热线的能量守恒方程：
)(2
t t I
f W F -=α
R 是热线温度的函数，对一定的热线探头和流体条件，α主要与流体的运动速度有关，在一定t
f
一定的条件下，流体的速度只是电流和热线温度的函数，即()t w
I f ,
v =，只要固定
I,
t
w
其中一个固定，都可以获得流速v 与另一参数的单值函数关系。
因此有恒温式和恒流式
()1.恒流式，亦称定电流法，即加热金属丝的电流保持不变，气体带走一部分热量后金属丝
的温度就降低，流速愈大温度降低得就愈多；温度变化时，热线电阻改变，两端电压变化，因而测得金属丝的温度则可得知流速的大小。
.()2恒温式，亦称定电阻法（即定温度法），改变加热的电流使气体带走的热量得以补充，而使金属丝的温度保持不变（也称金属丝的电阻值不变）如保持150℃，；这时流速愈大则所需加热的电流也愈大，根据所需施加的电流（加热电流值）则可得知流速的大小。
本实验采用恒流式
微差压差计是用来测量压力或压差很小的流体的仪器。
在U形管中放置两种密度不同、互补相溶的指示液，
管的上端有扩张室，扩张室有足够大的截面积，当读数
变化时，两扩张室中液面不致有太大变化。
按静力学基本方程式可推出：p1 - p2 = Rg ( r1 - r2 )
r1、r2为重轻两种指示液的密度，kg/m3。
毕托管有两根细管。
一管孔口正对液流方向，90度转弯后液
流的动能转化为势能，液体在管内上升的高度是该处的总水头
Z+P/pg+V^2/2g；而另一根管开口方向与液流方向垂直，只
感应到液体的压力，液体在管内上升的高度是该处的测压管水
头（就是相应于势能的那部分水头）Z+P/pg，两管液面的高差
就是该处的流速水头V^2/2g，量出两管液面的高差H，则
V^2/2g=H，即V=ξ（2gH)^(1/2),从而间接地测出该处的流速V。
ξ——动压管的校准系数它是由于毕托管的总压孔和静压孔不可能在同一位置
三、主要实验仪器
热线风速仪、微差压计、游标卡尺毕托管
四、实验内容及步骤
1 利用热线风速仪测量管道内流体的流速
主要实验仪器：热线风速仪，管道，风机
实验装置图：
实验流程：
1：打开风机
2：在管道内形成层流:
3：金属探管垂直探入流体中:
4：读出数字仪表读数
2采用差压法测量管道内流体的流速
（1）要正确选择测量点断面，确保测点在气流流动平稳的直管段。
为此，测量断面离来流方向的弯头、变径异形管等局部构件要大于 4 倍管道直径。
离下游方向的局部弯头、变径结构应大于 2 倍管道直径。
（2）测量时应当将全压孔对准气流方向，以指向杆指示。
测量点插入孔应避免漏风，可防止该断面上气流干扰。
用皮托管只能测得管道断面上某一点的流速，由于断面流量分布不均匀，因此该断面上应多测几点，以求取平均值。
（3）使用前测试一下畅通性。
小静压孔经常检查，勿使杂质堵塞小孔使用后及时清洁内外管，以保证长期良好状态。
实验流程：
1：打开风机
2：在管道内形成层流:
3：仪器测端放入流体中:
4：读出数字仪表读数
五、思考题
1为何热线风速仪的测量结果和差压法测得的结果不同？
答：原因是倆者测量均有各种误差，滞后性各异。
特别是测压管测量气流速度，由于滞后大，不适用于测量不稳定流动中的气流速度，即使在脉动频率只有几Hz 的不稳定气流中测流速，几乎不能得到满意的结果，空气中的压缩性，读数误差等均产生一定的误差。
而相对而言，热线风速仪较为精确。
2 如需测管道内流量，除了测流速外还需具备什么条件或测什么参数？ 答：由于是层流圆管中有V=V MAX =(1-
R
2
2
r )，积分得V =2
1
V
MAX。
则体积流量
Q
V
=S V 。
S ——为圆管垂直于流速的截面积。
质量流量Q m
=Q
V。
若为了
更精确，可取
R
r
=0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0分别测出其速度V 然后进行积分，或用matlab 进行图像模拟，则可较精确测得流量值。
3你希望在该测量实验上做如何改进才能引起自己的兴趣或对所学知识有更大的帮助？
答：我觉得要自己再设计实验进行误差标定，如热线测速仪可考虑因辐射损失，导热损失造成误差的标定。
测量紊流等流速较快的情况。