压差计的使用原理
化工原理实验教材
化工原理实验教材武汉科技大学化学工程与技术学院2003年目录实验一流体静力学演示实验 (1)实验二流体机械能转换实验——柏努利方程演示 (4)实验三雷诺数的测定与流型观察 (7)实验四管内流体流动阻力的测定 (9)实验五离心泵性能实验——离心泵特性曲线的测定 (12)试验六离心泵汽蚀、气缚的演示实验 (16)试验七传热实验 (19)试验八板式精馏塔的操作及塔板效率实验 (25)试验九吸收实验 (29)试验十填料塔流体力学特性实验 (34)试验十一板式塔演示实验 (37)试验十二干燥实验 (39)实验一流体静力学演示实验实验目的1.通过本实验的演示，加强对静力学概念的理解；2.掌握U型管压力计测量压力的使用方法；3.了解U型管压力计中不同指示液对读数的影响；基本原理⒈压力：流体垂直作用于单位面积上的力称为压强，工业上习惯称为压力。
常用压力表所示读数，即表压力（表压），并非表内压力的实际值，即绝对压力（绝压），而是表内压力比表外大气压力高出的值。
两者关系为：表压= 绝压—大气压。
真空表的读数为大气压比所测压力的实际值高出的值，称为真空度（负压）。
两者关系为：真空度= 大气压—绝压。
2．U形管压差计：U形管压差计是利用流体静力学平衡原理测流体静压力的仪器，为连通器应用的实例之一。
其读数的方法以图3.1-a 和3.1- b两种情况为例：(a) (b)图1.1流体静力学平衡示意图图1.1— a 表示容器内为正压，其绝对压力gRP P a ρ+=图1.1— b 表示容器内为负压，其绝对压力gRP P a ρ-=其中：P ——绝对压力，2m N ；aP ——大气压，2m N ；gR ρ——表压，2m N ；ρ——指示液密度，3m kg ；R ——液位差，m ；g ——重力加速度,2s m .若将图示中指示液改为密度为a ρ 或b ρ 、c ρ…… 的液体，则有===c c b b a a R R R ρρρ……若已知a ρ，则可求出b ρ、c ρ……实验装置(如图1.2)图1.2 静力学实验装置实验步骤1.打开阀门D，使大、小水箱内压力等于大气压。
压差计的原理
压差计的原理压差计是一种用来测量流体压力差异的仪器，它在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。
压差计的原理是基于流体静力学和流体动力学的基本原理，通过测量流体在管道中的压力差来确定流体的流速、流量和流态等参数。
下面将详细介绍压差计的原理及其工作过程。
首先，我们来了解一下压差计的基本构造。
压差计通常由两个测压装置和一个测量元件组成。
测压装置安装在管道的两端，用来测量管道两端的压力。
测量元件则用来计算两端压力差，常见的测量元件有差压变送器、差压传感器等。
当流体通过管道时，流体在管道中产生压力，而测压装置可以测量出这两个点的压力值，测量元件则可以计算出两个点的压力差，从而得出流体的压力差异。
其次，压差计的原理是基于伯努利方程和波义尔定律。
伯努利方程是描述流体在流动过程中能量守恒的基本原理，它表明了流体的动能、势能和压力之间的关系。
当流体在管道中流动时，由于管道的几何形状和流体的速度不同，流体在不同位置会产生不同的压力。
而波义尔定律则是描述了流体在管道中流动时，流速和压力之间的关系。
当流速增大时，压力减小；当流速减小时，压力增大。
压差计利用这两个基本原理，通过测量流体在管道中的压力差来确定流体的流速和流量。
最后，压差计的工作过程可以简单描述为，首先，测压装置测量管道两端的压力值；然后，测量元件计算出两端压力差；最后，根据伯努利方程和波义尔定律，通过压力差来确定流体的流速、流量和流态等参数。
通过这一系列的测量和计算，压差计可以准确地测量流体的压力差异，为工业生产和科学研究提供重要的数据支持。
总之，压差计是一种基于流体静力学和流体动力学原理的测量仪器，通过测量流体在管道中的压力差来确定流体的流速、流量和流态等参数。
它在工业生产和科学研究中具有重要的应用价值，可以为生产过程的控制和优化提供重要的数据支持。
希望通过本文的介绍，可以让大家对压差计的原理有更深入的了解。
化工原理
第一章公式静力学方程：ρρ2211p gz p gz +=+)(2112z z g p p -+=ρU 形管压差计：)()(B A i B A z z g Rg p p p ---=-=∆ρρρ（两测压差口不在同一高度） )(ρρ-=∆i Rg p （两测压差口在同一高度） 机械能守恒式：21,2222121122-+++=+++f e h p u gz h p u gz ρρ （J/kg)21,2222121122-+++=+++f e H g p g u z H g p g u z ρρ (m ） 阻力损失：22u d l h f λ= （范宁公式） 摩擦系数：)/(Re,d f ελ=层流Re ≤2000，λ=64/Re ，232d luh f ρμ= 完全湍流区（阻力平方区）)/(d f ελ= 光滑管25.0Re 3164.0=λ 孔板流量计：ρρρρgR A C p A C q i v )(220000-=∆= 离心泵最大允许安装高度：]5.0)[(][10,0+---=∑-r f v g NPSH H g p p H ρ 往复泵的流量：单动泵r v v ASn q η=双动泵r v v Sn a A q )2(-=η1.如图安装的压差计，当考克缓慢打开时，压差计中的汞面将 等高2.有人希望事管壁光滑些，于是在管道内壁涂上一层石蜡，倘若输送任务不变，且流体呈层流流动，流动的阻力将会 不变3.水在一段圆形直管内做层流流动，若其他条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的 8倍4.液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是 从总能量的截面流向总能量小的截面5.水在内径一定的圆管中定态流动，若水的质量保持恒定，当水温升高时，Re 值 变大6.在测定离心泵特性曲线的实验中，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，某同学正确地找到原因并排除了故障。
煤矿通风机u行压差计的安装要求
煤矿通风机U型压差计的安装要求一、背景介绍1.1 煤矿通风系统是煤矿生产中的重要设备，通风机是其核心组成部分之一。
为了确保通风系统的正常运行和安全生产，通风设备必须进行严格的安装和维护。
1.2 U型压差计是用于监测通风系统中的风压差异的重要仪器之一，它能够准确地测量风道中的气压差，帮助工作人员了解通风系统的运行状态，及时发现问题并进行调整。
二、安装前的准备工作2.1 了解U型压差计的工作原理和安装要求。
2.2 购物符合要求的U型压差计，并检查其外观和性能是否正常。
2.3 做好安装工作的施工准备，包括所需的工具、材料以及人员安排等。
三、安装过程3.1 确定安装位置：U型压差计通常安装在通风系统的主要风道位置，位置应符合设计要求，并且易于监测和维护。
3.2 安装支架：根据设计要求，安装U型压差计支架，确保支架稳固可靠。
3.3 连接管道：将U型压差计与风道连接，管道应牢固、密封，并保证气流畅通，避免气压泄漏。
3.4 调试检查：安装完成后，对U型压差计进行调试检查，确保其工作正常，数据准确。
四、安装后的注意事项4.1 定期检查：定期对U型压差计进行检查和维护，保持其在正常工作状态。
4.2 避免损坏：防止U型压差计受到外力冲击或振动，避免因此造成损坏。
4.3 安全使用：在使用过程中，遵守相关安全规定，确保人员和设备安全。
4.4 数据记录：对U型压差计测得的数据进行记录并及时分析，以便及时发现并解决问题。
五、结语5.1 煤矿通风机U型压差计的安装要求是确保通风系统正常运行和安全生产的重要环节，安装人员应严格按照要求进行操作。
5.2 正确的安装和使用可以有效延长U型压差计的使用寿命，减少故障发生，保障通风系统的安全稳定运行。
通过严格遵守煤矿通风机U型压差计的安装要求，可以保证通风设备的正常运行，提高通风系统的安全性和稳定性，对于煤矿生产具有重要意义。
希望煤矿工作人员能够认真对待U型压差计的安装工作，确保设备的正常运行。
压差计工作原理及结构
压差计工作原理及结构
压差计的工作原理是，充满管道的流体流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。
流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。
压差计是以流动连续性方程和伯努利方程为基础的。
压差计的结构：压差计分垂直和倾斜两种，皆由一个内径均匀装有蒸馏水或酒精的"U"形玻璃管和刻度尺组成。
倾斜压差计带有三角架，使用时旋紧三角架接头的螺丝，可使压差计处于任一倾斜角度。
转动金属板上端螺丝使金属板绕轴微动，可将附在金属板一侧的水准管内的气泡位置调至中央，"U"形管用卡子固定在金属板上，铜条的厚度与"U"形管外径相同，金属板、铜条和刻度尺用螺钉固定在一起。
差压流量计原理
第六节流量测量流体的流量是化工生产过程中的重要参数之一，为了控制生产过程能定态进行，就必须经常了解操作条件，如压强、流量等，并加以调节和控制。
进行科学实验时，也往往需要准确测定流体的流量。
测量流量的仪表是多种多样的，下面仅介绍几种根据流体流动时各种机械能相互转换关系而设计的流速计与流量计。
一、测速管图1-31 测速管1一静压管 2一冲压管测速管又称皮托(Pitot)管，如图1—31所示。
它是由两根弯成直角的同心套管所组成，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。
测量时，测速管可以放在管截面的任一位置上，并使其管口正对着管道中流体的流动方向，外管与内管的末端分别与液柱压差计的两臂相连接。
根据上述情况，测速管的内管测得的为管口所在位置的局部流体动能u r2/2与静压能p/ρ之和，合称为冲压能，即h A= u r2/2+ p/ρ式中u r—流体在测量点处的局部流速。
测速管的外管前端壁面四周的测压孔口与管道中流体的流动方向相平行，故测得的是流体的静压能p/ρ，即h A=h A-h B= u r2/2测量点处的冲压能与静压能之差∆h为∆h = h A -h B = u r 2/2于是测量点处局部流速为hu r ∆=2 (1—64)式中△h 值由液柱压差计的读数R 来确定。
△h 与R 的关系式随所用的液柱压差计的形式而异，可根据流体静力学基本方程式进行推导。
‘测速管只能测出流体在管道截面上某一点处的局部流速。
欲得到管截面上的平均流速，可将测速管口置于管道的中心线上，以测量流体的最大流速u max ，然后利用图1—19的u/u max 与按最大流速计算的雷诺准数Re max 的关系曲线，计算管截面的平均流速u 。
图中的Re max =du max ρ/μ，d 为管道内径。
·这里应注意，图1—19所表示的u/u max 与Re max 的关系，是在经过稳定段之后才出现的。
倾斜U型管压差计
根据流体静力学方程可以导出：
——微差压差计两点间压差计算公式 例：用3种压差计测量气体的微小压差
试问： 1）用普通压差计，以苯为指示液，其读数R为多少？
2）用倾斜U型管压差计，θ=30°，指示液为苯，其读
解：忽略吹气管出口端到U 型管两侧的气体流动阻 力造成的压强差，则：
(表）
（表）
3、液封高度的计算
液封的作用： • 若设备内要求气体的压力不超过某种限度时，液封的作用 就是：当气体压力超过这个限度时，气体冲破液封流出，又称 为安全性液封。
• 若设备内为负压操作，其作用是：防止外界空气进入设备内 • 液封需有一定的液位，其高度的确定就是根据流体静力学 基本方程式。
液柱压差计测量液位的方法：
• 由压差计指示液的读数R可以计算 出容器内液面的高度。
• 当R＝0时，容器内的液面高度将
达到允许的最大高度，容器内液面 愈低，压差计读数R越大。
远距离控制液位的方法： 压缩氮气自管口
经调节阀通入，调 节气体的流量使气 流速度极小，只要 在鼓泡观察室内看 出有气泡缓慢逸出 即可。
解：设气压管内水面上方的绝对压强为P，作用于液封 槽内水面的压强为大气压强Pa，根据流体静力学基本方程 式知：
随堂练习
1、如图，容器内盛有相对密度1.5的溶液，已知大气压 140KPa，容器B点压强230KPa，B距容器底2m，求（1） h为多少米 ？（2）容器底部压强为多少？
2.计算用u形管压差计测定管两点压力差，管中气体密度 为2Kg／m3，压差计中指示液为水(设水的密度为 1000Kg／m3)，压差计中指示液读数为600mm，试计算 此管道两测点的压力差。
实验七、流体压强及其测量演示实验
流体压强及其测量演示实验一、实验目的1、掌握绝对压强、表压强和真空度之间的区别和联系。
2、掌握流体液柱高度、压头与压强之间的区别和联系。
3、掌握用U 形管测流体压强、压差的方法。
二、基本原理1、 压力定义及表征静止流体所受的外力有质量力和压应力两种，其中在单位面积上所收的压应力称为压强，习惯上又称为静压力。
因为静止流体中任一点不同方向的静压力数值相等，所以静压力只要说明其大小即可，通常用符号p 表示。
在国际单位制（SI ）中，压力的单位是2/N m ，称为帕斯卡Pa ，帕斯卡与其他压力单位之间的换算关系为51.013101(()Pa atm at ⨯=标准大气压)=1.033工程大气压276010.33m m H g m H O== 当使用压力的实际数值来表示压力大小时，称为绝对压力，简称绝压。
另外，因为整个地球都处在大气层的压力下，故压力还可以当地大气压为基准来计量，通常用压力表或真空表测出，称为表压或真空度。
表压或真空度与绝压的关系为表压＝绝压－当地大气压真空度＝当地大气压－绝压在同一地理位置，表压越大，绝压也越大；真空度越大，绝压越小，真空度就高。
而大气压即大气层压力的大小，与经纬度、海拔高度等因素有关，当地大气压可用气压计测得。
2、 测压原理及仪器对于连续、均质且不可压缩流体，流体密度ρ为常数，在静止状态下，有2112()p p g z z ρ=+- 式中1p 、2p 为静止流体任意两点处压强，1z 、2z 为该两点的竖直高度，g 为重力加速度。
将上式两边同除以g ρ，得2112()p p z z g gρρ=+- 式中，1p g ρ、2p gρ有高度单位，称为静压头；相应地，1z 、2z 称为位头。
工程实际中应用静力学原理测量流体压力和压力差相当广泛，液柱压差计就是利用流体静力学原理测量静压力的仪器，主要形式介绍如下。
（1） 单管压力计如图1所示，将一单管与被测压力容器A 相连通，单管另一端通大气，这就构成了单管压力计。
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压差计的使用原理
压差计是一种测量压差的仪器，广泛应用于工程、科研等领域。
它的使用原理是基于流体静力学定律和流体动力学定律。
流体静力学定律是压差计使用的基础。
它指出，在静止的流体中，单位面积上的压力是恒定的。
也就是说，流体中的压力只与深度有关，与形状、容积等因素无关。
根据这一定律，我们可以知道，在同一水平面上，流体的压力是相等的；而在不同深度上，压力的大小是由深度决定的，深度越大，压力越大。
流体动力学定律是压差计另一个重要的使用原理。
它描述了在流体中流动时，压力与速度之间的关系。
根据流体动力学定律，当流体在管道中流动时，速度越大，压力越小；而速度越小，压力越大。
这是由于速度越大，流体的动能越大，而动能的增加会导致压力的降低。
基于以上的两个定律，压差计可以通过测量流体在不同位置上的压力差来间接计算出流体的流速、流量以及其他相关的物理量。
常见的压差计有多种类型，例如U型压差计、差压变送器、垂直管压差计等。
这些压差计的使用原理都基于流体静力学定律和流体动力学定律。
以U型压差计为例，它是一种通过测量流体在两个不同位置上的压力差来计算出流体流速的压差计。
U型压差计通常由一根U型管、流体填充管和压力管组
成。
当流体进入U型管时，流体的静压力将使得U型管两侧的液面产生高低差，形成水银柱。
根据流体静力学定律，两侧液面的高度差与流体的压差成正比。
为了方便测量和读取压差，U型压差计通常在U型管的两侧分别连接一个流体填充管和一个压力管。
流体填充管用来将流体引入U型管，同时可以调节液面的高度，以使其与压力源处的液面相平。
压力管用来连接流体的压力源。
这样，当流体进入U型管时，液面的高度差就能反映出压力差的大小。
为了进一步测量和计算压力差，U型压差计通常在U型管的两侧加上刻度，并通过一个指针或测量装置来读取液面的高度差。
这样就可以根据高度差来计算出压力差，并进一步推算出流体的流速。
除了U型压差计，差压变送器也是常见的一种压差计。
差压变送器采用了更先进的电子技术来实现压差测量和转换。
它包含一个压力传感器和一个电子转换器。
压力传感器用来感知流体的压力差，并将其转化为电信号。
电子转换器则将电信号转换为标准信号，如电流信号或数字信号。
这样，差压变送器将流体的压力差转化为电信号，更方便传输、处理和记录。
在压差计的使用过程中，需要注意一些问题。
首先，要保证压差计的操作环境稳定，以免外界因素对测量结果的影响。
其次，要选择合适的压差计型号和量
程，以保证测量结果的准确性和可靠性。
同时，还需要按照使用说明书进行正确的安装和操作，以免产生误差。
总之，压差计是一种测量流体压差的重要仪器。
它基于流体静力学定律和流体动力学定律，通过测量流体在不同位置上的压力差来计算流体的流速、流量等相关物理量。
通过合理选择和使用压差计，可以提高工程、科研等领域对流体特性的了解和控制。