2.4 流速与流量的测定
流体力学中的流体流量测量
流体力学中的流体流量测量流体力学是研究流体运动的科学，它在许多领域有广泛的应用，包括工程、物理、地球科学等。
在流体力学中，流体的流量测量是一个重要的研究方向。
本文将介绍流体流量测量的原理、方法和一些常见的流量测量仪器。
一、流量测量原理流体的流量是指流体在单位时间内通过给定截面的体积。
流体流量的测量原理基于质量守恒和动量守恒定律。
根据质量守恒定律，流体在径向截面上的入口流量等于出口流量。
而根据动量守恒定律，流体在截面上的流量可以通过测量速度和截面积得到。
二、流量测量方法1. 压力差法压力差法是一种常用的流量测量方法。
它通过在管道的不同截面处测量压力差，利用伯努利方程来计算流量。
常见的压力差测量方法包括孔板法、流量喇叭法和毛细管法等。
2. 流速法流速法是另一种常见的流量测量方法。
它通过测量流体在管道中的平均流速，结合管道的截面积来计算流量。
常用的流速测量方法包括绕流体测量仪、多孔介质法和超声波法等。
3. 涡街流量计涡街流量计是一种基于涡街效应原理的流量测量仪器。
当流体通过涡街流量计时，涡街产生的涡街频率与流体的流速成正比。
通过测量涡街频率，可以准确地计算出流体的流量。
4. 电磁流量计电磁流量计是一种常用的流量测量仪器，它利用流体导电性对磁场的影响来测量流速。
当流体通过电磁流量计时，会产生感应电动势，根据感应电动势的大小可以计算出流体的流量。
三、流量测量仪器1. 质量流量计质量流量计是一种直接测量流体质量流量的仪器。
它通过测量流体在单位时间内通过管道的质量来计算流量。
常见的质量流量计包括热式质量流量计和涡轮质量流量计等。
2. 体积流量计体积流量计是一种间接测量流体体积流量的仪器。
它通过测量流体在单位时间内通过管道的体积来计算流量。
常见的体积流量计包括涡轮流量计、液体燃气流量计和涡街流量计等。
3. 超声波流量计超声波流量计利用超声波在流体中传播的特性来测量流速。
它通过在管道中发射超声波并接收回波，根据回波时间和频率来计算流速和流量。
4.9河流流速流量的测定
垂线水深
H<1m
方法名称
1点法 2点法 3点法 5点法
测速点位置
0.6h 0.2h, 0.8h 0.2h, 0.6h,0.8h 水面，0.2h, 0.6h,0.8h，水底
1m<H<3m
H>3m 一点法：v=v0.6
二点法：v=（v0.2+v0.6）/2
三点法：v=（v0.2+v0.6+v0.8）/3
实验室实验步骤
水样处理：过滤法。 量体积 沉淀 过滤 烘干 称重 含沙量计算
五点法：v=（v0.0+3v0.2+3v0.6+2v0.8+v1.0）/10
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
பைடு நூலகம்
河流泥沙含量的测定
河流当中的泥沙按照运动形式分为：悬移质、 推移质和河床质泥沙。 一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。 河流当中的泥沙含量是指单位体积浑水内所 含干沙的质量。 P (含沙量)=WS / V P:水样含沙量(kg /m3); WS水样中干沙重量 (kg),V水样体积(m3)
水深测量
测深锤
流速仪测流速
流速与流速仪的转数之间的函数关系：
V=K N +C
流速仪流量测验误差的产生原因及解决方法
流速仪流量测验误差的产生原因及解决方法摘要：目前，我国绝大多数水文站使用流速面积法计算流量，主要应用的是悬索缆道悬挂流速仪测流，在测流过程中，由于诸多因素影响会产生误差从而影响流量精度，又由于流速仪在测流中误差的普遍存在性，笔者根据多年在基层水文站测流经验,简要分析流速仪法流量测验误差来源与解决办法。
关键词：流速仪；缆道流量测验；误差；解决方法Abstract: At present, our country most hydrological station using velocity area method for calculating flow, suspension cable suspension flow meter flow measurement is mainly used in measuring the flow, process, because many factors will influence the flow accuracy error, because the velocity instrument in the flow measurement errors of the universal existence, according to for many years in the basic hydrological station flow experience, a brief analysis of the flow meter flow test error source and the solution.Key words: current meter; cableway flow test; error; solutions流量资料是水文资料的重要组成部分，流量资料在流域水利规划、水利工程设计及防汛抗旱、水资源保护有着广泛的应用。
流量测验是很重要的一个水文测验项目，很多水文站都用悬索缆道进行流量测验，流速仪在测流中的误差是普遍存在的，分析其误差来源及其解决办法很有必要性。
流速测量
流速测量
2.流量计测流速 3.热线测速技术 4.激光多普勒测速技术
组员：黄佳木、李乐继、孙仁益、黄晓龙、 彭爽、万学斌、蒲豪放、符新建、朱孔睿 指导老师：龙天渝 城市建设与环境工程学院
2017/6/9
1 皮托管测速技术
基本构造
测速管又称皮托（Pitot）管，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
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（2）等电流型热线风速仪 工作原理：当流体流速增加时，热线的温度下降，即热线电 阻下降，此时电桥将失去平衡，热线电流将发生变化，为使热 线的电流不变，可调 节与它 串联的控制电阻，使热线所在桥 臂的总电阻保持不变，电桥将恢复原来的平衡状 态，这样就 建立了电桥输出电压与热线电阻的关系，也就是建立了电桥输 出电压与流体流速 的关系。
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u/umax～Remax(Re)关系图
2017/6/9
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。 （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。
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（由于压差较小，常用微差压差计）相连
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皮托管工作原理
流速流量仪实际测量方法
流速流量仪实际测量方法LS66-YKS-Ⅵ型流速流量仪，采用微电脑芯片，数字集成电路，多功能显示屏，使流速、流量瞬时值及累计值同时显示。
无可调部位，操作简单，测量迅速，工作性能可靠。
适用于Φ35 —200mm 之间出水管道流速、流量的直接测量。
大于200mm 可测流速。
一．流速流量仪测量人机对话首先打开主机背面的电池盖，放入三节电池后盖好，放入箱包内。
打开电源开关主屏幕显示：Rate ：χχ. χm/sFlux ：χχχ. χm3/hTotal ：（φ= χχχ. χ）χχχ.χχm3注：Rate 表示流速，单位：米/ 秒Flux 表示流量，单位：立方米/ 小时Total 表示累计流量，单位：立方米φ表示出水管口直径，单位：毫米这说明仪器工作正常，可以使用。
1 、同时按住“1 ”键、“※”键几秒钟，进入“输入直径或清除累计流量”菜单主屏显示：1 ：Set φ2 ：C lear TotalF4 ：Exit注：“1 ：Set φ”说明按“1 ”键进入“输入直径”。
“2 ：C lear Total ”说明按“2 ”键进入“清除累计流量”。
“F4 ：Exit ”说明按“F4 ”键退回到主屏幕。
2 、按“2 ”键进入“清除累计流量”对话框Clear Total ?F1 ：Yes F4 ：No注：此时按“F1 ”键清除累计流量，按“F4 ”键返回。
（如果不许要累计流量，可直接进行下一步）3 、按“1 ”键。
（进入“输入直径”屏幕）主屏显示：φ=000.0mm# EraseF2 ：SaveF4 ：Exit管径显示设置4 位数值，三位整数，一位小数。
如所测管径为125.8 毫米，可以直接按1 、2 、5 、8 即可，小数点已固定。
如所测管径为75 毫米，则前面加零，即按0 、7 、5 、键，以此类推。
如不慎按错，可按“# ”键消除。
键入管径后按“F2 ”保存，按“F1 ”确定，就可以测量了。
二、管道流速流量的实际测量1 、同时按住“1 ”键、“※”键几秒钟（清零）2 、按“1 ”键；输入管径；按“F2 ”保存；按“F1 ”确定，即进入测量状态。
流量与流速的计算公式文
流量与流速的计算公式文流量与流速的计算公式。
在流体力学中，流量和流速是两个重要的物理量，它们分别描述了流体在单位时间内通过某一截面的体积和速度。
在工程和科学领域中，我们经常需要计算流体的流量和流速，以便进行相关的设计和分析工作。
本文将介绍流量和流速的计算公式，以及它们在实际应用中的意义和应用。
一、流量的计算公式。
流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积，通常用符号Q表示，单位是立方米每秒（m3/s）或立方米每小时（m3/h）。
流量的计算公式可以用来描述流体在管道、河流、水泵等系统中的流动情况，是流体力学中的基本概念之一。
1.1 管道流量的计算。
在管道中，流体的流量可以通过以下公式来计算：Q = A V。
其中，Q表示流量，单位是立方米每秒（m3/s）；A表示管道截面的面积，单位是平方米（m2）；V表示流体的流速，单位是米每秒（m/s）。
这个公式的意义是很直观的，流量等于截面积乘以流速。
1.2 河流流量的计算。
对于自然界中的河流，流量的计算可以通过以下公式来进行：Q = A V C。
其中，Q表示流量，单位是立方米每秒（m3/s）；A表示河流横截面的面积，单位是平方米（m2）；V表示流体的流速，单位是米每秒（m/s）；C表示流量系数，通常取1。
这个公式与管道流量的计算公式类似，只是多了一个流量系数的考虑。
1.3 水泵流量的计算。
在水泵系统中，流量的计算可以通过以下公式来进行：Q = A V。
其中，Q表示流量，单位是立方米每秒（m3/s）；A表示泵的出口截面的面积，单位是平方米（m2）；V表示流体的流速，单位是米每秒（m/s）。
这个公式与管道流量的计算公式类似，只是截面面积的定义略有不同。
二、流速的计算公式。
流速是指流体单位时间内通过某一点的速度，通常用符号V表示，单位是米每秒（m/s）。
流速的计算公式可以用来描述流体在管道、河流、水泵等系统中的流动速度，是流体力学中的另一个基本概念。
2.1 管道流速的计算。
烟气压力、流速及流量的测定
图1 圆形管道的测点烟气压力、流速及流量的测定一、 实验目的通过本实验，掌握气化净化系统中测量烟气压力的方法，并通过压力计算烟气流速及流量。
二、实验原理在一个气体净化系统安装完成后，正是投入运行前，不许进行试运行和测试调整。
对于已经运转但效果不好的净化系统，则需通过测试等方法查明原因，找出解决问题的方法。
在正常运行中，也需连续或定期地检测净化装置的操作参数，如温度、压力、流量及排放浓度等。
1、测定位置的选择和测点的确定在测定管道中气体的温度、湿度、压力、流速及污染物浓度之前，都需要先选择好合适的测定断面位置，确定适宜的测点数目。
这对于测试结构是否准确，是否有代表性，并耗用尽可能少的人力和时间，是一项非常重要的准备工作。
（1） 测点位置的选择测定断面的位置，应尽可能选在气流分布均匀稳定的直管段，避开产生涡流的局部阻力构件（如弯头、三通、变径管及阀门等）。
若测定断面之前有局部阻力构件时，则测定断面局部阻力构件时，则两者相距最好大于3D 。
测定断面距局部阻力构件的距离，原则上至少在1.5D 以上，同时要求管道中气流速度在5m/s 以上。
此外，由于水平管道中的气流速度分布和污染物浓度分布一般不如垂直管道内均匀，所以在选择测定断面位置时应优先考虑垂直管段。
确定断面位置附近要有足够的空间，便于安放测试仪器和进行操作，同时便于接通电源等因素，也是需要考虑的问题。
（2）测点的确定测定位置选定后，还应根据管道截面形状和大小等因素确定测点的数目。
当管道较大且其中气流和污染物分布不均匀时，测点数目适当多些，但也不宜过多，以免测定工作量加大。
通常是将管道断面划分成若干个等面积圆环（或矩形），各个等面积圆环（或矩形）的中心作为测点。
对于圆形管道和矩形管道内测点的确定方法分别介绍如下。
A 圆形管道对于圆形断面的管道，采用划分为若干等面积同心圆环的方法。
圆环数目取决于管道直径的大小，一般可按表1的规则确定。
但管道直径大于5m 时，应按每个圆环面积不超过1m2来划分。
流速测试方法
a F a' d b Fd b' n v
n 1
流体速度是流过热线 的电流和热线电阻 （热线温度）的函数
1. 恒流型热线风速仪 如果在热线工作过程中，人为地用 一恒值电流对热线加热，由于流体对热 线对流冷却，且冷却能力随着流速的增 大而加强。当流速呈稳态时，则可根据 热线电阻值的大小确定流体的速度。
测量被绕流体表面上某点的压力或流道 壁面上流体的压力 这时可利用在通道壁面或绕流物体表面 开静压孔的方法进行测量。
确定流场中某点的压力，也就是运动流体 的压力。 这时可以利用尺寸较小具有一定形状的测 压管插入流体中，进行流体压力测量。 L形静压管、盘形静压管、套管形静压管 需要测量平直流道内的流体静压时可采用 在流道壁面开静压孔的方法来测量。
二、散热率法测量流速
散热率法测量流速的原理，是将发热的 测速传感器置于被测流体中，利用发热 的测速传感器的散热率与流体流速成比 例的特点，通过测定传感器的散热率来 获得流体的流速。 卡他温度计
热线风速仪是利用被加热的金属丝的热 量损失来测量气体流速的。
Q QR Q F (Tw T f ) QR I Rw
L形总压管
制造容易，使用安 装方便。 它对流动偏斜角的 灵敏性取决于压力 孔直径与管子外径 之比以及总压管头 部的形状
圆柱形总压管
可以制作得很小，惯性不大， 工艺性好，制造容易，使用 方便。
套管式总压管
在马赫数变化较大范围内， 它对流动偏斜角的不灵敏度 达到±(40～50)
（2）流体的静压测量与测压管
2 w
Nu d n Nu a b Re
流速仪测流方法简述
4、部分流量的计算：
由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分流量,即 qi=ViAi 式中,qi、vi、Ai分别为第i个部分的流量、平均流速和断面积。 5、断面流量及其他水力要素的计算：
完
二、断面测量与流速测量
（一）断面测量：
河道水道断面的测量,是在断面上布设一定数量的测深垂线,施测各条测深垂线的 起点距和水深并观测水位,各测深垂线处的河底高程为：
河底高程=水位-水深 测深垂线的位置,应根据断面情况布设于河床变化的转折处,并且主槽较密,滩地较稀。 测深垂线的起点距是指该测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离。 测定起点距的方法有多种： 断面索法，适宜中小河流，可在断面上架设过河索道,并直接读出起点距,称此法 为断面索法; 仪器测角交会法，大河上常用仪器测角交会法。常用仪器为经纬仪,平板仪、六分仪等。如 用经纬仪测量,在基线的另一端(起点距是一端)架设经纬仪,观测测深 垂线与基线之间的夹角。因基线长度已知,即可算出起点距;
1、垂线平均流速的计算：
2、部分平均流速的计算：
3、部分面积的计算：
因为断面上布设的测深垂线数目比测速垂线的数目多,故首先计算 测深垂线间的断面面积。计算方法是距岸边第一条测深垂线与岸边构 成三角形,按三角形面积公式计算(左右岸各一个）;其余相邻两条测深 垂线间的断面面积按梯形面积公式计算。其次以测速垂线划分部分,将 各个部分内的测深垂线间的断面积相加得出各个部分的部分面积。若 两条测速垂线(同时也是测深垂线)间无另外的测深垂线,则该部分面积 就是这两条测深(同时是测速垂线）间的面积。
目前最先进的是用全球定位系统(GPS)定位的方法,它是利用全球定位接收天空 中的三颗人造定点卫星的特定信号来确定其在地球上处位置的坐标,优点是不受 任何天气气候的干扰,24小时均可连续施测,且快速、方便、准确。
排水管网流量测定方法
排水管网流量测定方法
流量测定方法包括容器法和流速流量仪测定法二种，应符合下列规定：
1、容器法适用于井的混接流量测定和检测上下游流量差；所使用的器材有容器（至少一面是平面）和秒表。
其流量应按下式计算：
Q=V×3600×24/t (1）
式中：Q——流量，m³/d；
V——容器内水的体积，m³；
t——收集时间，s。
2、流速流量仪测定法适用于管道非满流的流量测定，其流量应按下式计算：
Q=Av （2）
式中：Q——流量，m³/d；
A——管道横断面面积，m²；
v——流速流量仪测定的读数，m/s。
在式（2）中，管道横断面面积A根据管道横断面形状分为矩形和圆形两种计算公式，分别为：
A（矩形）= 管沟宽-水位高（3）
A（圆形）=(lR/2) ±(dh /2) （4）
式中：l——即图5.0.1中AB的弧长，m；
R——管道断面的半径，m；
d——水面位置的弦长即图1的AB，m；
h——三角形AOC的高，即图1中的OC，m。
图1。