化工原理课件-流速和流量测定
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时 应 尽 量 使 常 用 流 量 时 的 Red 数 在 该 范 围 内 ， 此 时 qv∝R0.5 。 由 图查出C0代入qv计算式求qv 。 若C0与qv即与Re1有关，必须用
试差法求qv 。
孔板流量计安装及优缺点:
（1）安装在稳定流段，上游L>10d， 下游L >5d；
（2）结构简单，制造与安装方便 ； （3）能量损失较大 。
来自百度文库工光洁度、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，
此图为单对数坐标图。
在图中Re 极限允许线右端， C0 不再随Re1而变，成为一个仅决 定于m 的常数。选用孔板流量计
气体转子流量计:
qvB A
qvA
B
式中：A——标定流体；
B——被测流体。
三、安装及优缺点
（1）永远垂直安装，且下进、上出， 安装支路，以便于检修。
（2）读数方便，流动阻力很小，测量 范围宽，测量精度较高；
（3）玻璃管不能经受高温和高压，在 安装使用过程中玻璃容易破碎。
例题1-11
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
7. 流速与流量测定
1、测速管（毕托管） 2、孔板流量计 3、文丘里流量计 4、转子流量计
uA,pA
管口
外部测压孔
u
UB=0 pB R
1.毕托管
内管所测的是静压能pA/ρ和动能uA2/2之和，合称为 冲压能，即
pB pA uA2
2
外管壁上的测压小孔与流体流动方向平行，
故外管测的是流体静压能pA/ρ。
缺点：不能直接测出平均速度，压差读数小，常要放 大才读得准确。
例题1-9
1
2
A1
A0
A2
2.孔板流量计
缩脉：
R 流体截面的最小处
由1→ 2，u↑, p↓
由2→ 3， u↓, p↑
u
流体通过孔板后，流速可回到 原来的值，即流经孔板前后流 速不变，但静压却没有恢复到 孔板前（截面1处）的数值， 流体在流经孔板克服流动阻力 和孔板的局部阻力所产生的压 降无法复原，这部分压降称为 永久压力降。
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
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)
2 gRi
注：测速管测得的是流体的点速度
皮托管的安装
1.测量点应取在充分发展了的流动管段，保证位于均匀流段，即测
量上下游有 50d （管径）以上的长度。
2.应与流动方向平行安置，保证管口截面严格垂直于流动方向。
3.测速管外径d0 < d/50。
皮托管的优、缺点
优点：误差小，与实际值的误差一般可在1%以内； 阻力小，适于测量大直径气体管道内的流速。
u02 2g
u0
1 1 ( A0 )2
A1
2 p1 p0
考虑到两取压口之间有阻力损失，将上式右边加一
校正系数C
u0
C
2
1
A0 A1
2 p1
p0
C0
2 p1 p0
孔流系数
A0 A1
m
面积比
u0 C0
2 p1 p0
孔板流量计和文丘里流量计均是恒截面变压差 （变阻力）流量计。变阻力流量计是人为设置 一阻力构件，造成局部阻力（压降），利用能 量守恒原理及连续性方程关联此压降与流速乃 至流量的关系。下面介绍另一种恒压差变截面 的流量计——转子流量计。
4.转子流量计
结构：锥形玻璃管和转子 原理：转子所受合外力为0
例题1-10
数学计算中的误差标准：
3.文丘里管
将测量管段制成如图所示的渐缩渐扩管，避免了突然缩小和 突然扩大，阻力损失大大降低。这种管称为文丘里管。在距 文丘里管开始收缩处之前至少1/2管径处设为上游取压口，下 游取压口通常设在文氏喉（最小截面）附近，两取压口连接U 压差计，就构成文丘里流量计。
缩脉
1
2
3
0
0
1
2
3
R
孔板流量计
忽略流体从截面1-1流动至孔口0-0的阻力损失，根 据柏努利方程有（A2面积无法得知）：
p1 u12 p0 u02
g 2g g 2g
u1A1 u0 A0
p1 p0
g
u02 u12 2g
1
A0 A1
2
流量方程
转子受力平衡
0
0′
fVf
g
V f
g
Af
u02 2
1
1′
f — 转子密度； — 流体密度
Vf — 转子体积；Af — 转子最大截面积
— 曳力系数；u0 — 环隙流速
u0
1
2Vf ( f )g Af
u0 CR
2Vf ( f )g Af
CR—流量系数
试差法求qv 。
孔板流量计安装及优缺点:
（1）安装在稳定流段，上游L>10d， 下游L >5d；
（2）结构简单，制造与安装方便 ； （3）能量损失较大 。
来自百度文库工光洁度、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，
此图为单对数坐标图。
在图中Re 极限允许线右端， C0 不再随Re1而变，成为一个仅决 定于m 的常数。选用孔板流量计
气体转子流量计:
qvB A
qvA
B
式中：A——标定流体；
B——被测流体。
三、安装及优缺点
（1）永远垂直安装，且下进、上出， 安装支路，以便于检修。
（2）读数方便，流动阻力很小，测量 范围宽，测量精度较高；
（3）玻璃管不能经受高温和高压，在 安装使用过程中玻璃容易破碎。
例题1-11
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
7. 流速与流量测定
1、测速管（毕托管） 2、孔板流量计 3、文丘里流量计 4、转子流量计
uA,pA
管口
外部测压孔
u
UB=0 pB R
1.毕托管
内管所测的是静压能pA/ρ和动能uA2/2之和，合称为 冲压能，即
pB pA uA2
2
外管壁上的测压小孔与流体流动方向平行，
故外管测的是流体静压能pA/ρ。
缺点：不能直接测出平均速度，压差读数小，常要放 大才读得准确。
例题1-9
1
2
A1
A0
A2
2.孔板流量计
缩脉：
R 流体截面的最小处
由1→ 2，u↑, p↓
由2→ 3， u↓, p↑
u
流体通过孔板后，流速可回到 原来的值，即流经孔板前后流 速不变，但静压却没有恢复到 孔板前（截面1处）的数值， 流体在流经孔板克服流动阻力 和孔板的局部阻力所产生的压 降无法复原，这部分压降称为 永久压力降。
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
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)
2 gRi
注：测速管测得的是流体的点速度
皮托管的安装
1.测量点应取在充分发展了的流动管段，保证位于均匀流段，即测
量上下游有 50d （管径）以上的长度。
2.应与流动方向平行安置，保证管口截面严格垂直于流动方向。
3.测速管外径d0 < d/50。
皮托管的优、缺点
优点：误差小，与实际值的误差一般可在1%以内； 阻力小，适于测量大直径气体管道内的流速。
u02 2g
u0
1 1 ( A0 )2
A1
2 p1 p0
考虑到两取压口之间有阻力损失，将上式右边加一
校正系数C
u0
C
2
1
A0 A1
2 p1
p0
C0
2 p1 p0
孔流系数
A0 A1
m
面积比
u0 C0
2 p1 p0
孔板流量计和文丘里流量计均是恒截面变压差 （变阻力）流量计。变阻力流量计是人为设置 一阻力构件，造成局部阻力（压降），利用能 量守恒原理及连续性方程关联此压降与流速乃 至流量的关系。下面介绍另一种恒压差变截面 的流量计——转子流量计。
4.转子流量计
结构：锥形玻璃管和转子 原理：转子所受合外力为0
例题1-10
数学计算中的误差标准：
3.文丘里管
将测量管段制成如图所示的渐缩渐扩管，避免了突然缩小和 突然扩大，阻力损失大大降低。这种管称为文丘里管。在距 文丘里管开始收缩处之前至少1/2管径处设为上游取压口，下 游取压口通常设在文氏喉（最小截面）附近，两取压口连接U 压差计，就构成文丘里流量计。
缩脉
1
2
3
0
0
1
2
3
R
孔板流量计
忽略流体从截面1-1流动至孔口0-0的阻力损失，根 据柏努利方程有（A2面积无法得知）：
p1 u12 p0 u02
g 2g g 2g
u1A1 u0 A0
p1 p0
g
u02 u12 2g
1
A0 A1
2
流量方程
转子受力平衡
0
0′
fVf
g
V f
g
Af
u02 2
1
1′
f — 转子密度； — 流体密度
Vf — 转子体积；Af — 转子最大截面积
— 曳力系数；u0 — 环隙流速
u0
1
2Vf ( f )g Af
u0 CR
2Vf ( f )g Af
CR—流量系数