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1、华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 1 1.6 流速与流量的测量流速与流量的测量 1.6.1 测速管测速管 1.6.2 孔板流量计孔板流量计 1.6.3 文丘里流量计文丘里流量计 1.6.4 转子流量计转子流量计 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 2 1.6 流速与流量的测量流速与流量的测量 1.6.1 测速管（皮托管）1.6.1 测速管（皮托管） 一、结构一、结构 两根弯成直角的同心套管组成， 内管壁无孔，外管壁近端点沿管壁 的圆周开有若干个测压小孔，两管 之间环隙的端点封闭 两根弯成直角的同心套管组成， 内管壁无孔，外管壁近端点沿管壁 的圆周开有若干个测压小孔
2、，两管 之间环隙的端点封闭 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 3 1.6 流速与流量的测量流速与流量的测量 1.6.1 测速管（皮托管）1.6.1 测速管（皮托管） 一、结构 二、原理 一、结构 二、原理 内管A处 . 2 2 1 u pp A += 设管前很短距离的一点处的流速为u，压强p； 当流体流至测速管口A时，流体受到拦截，速度降 为零。动能转化为静压能，使A处压力增至p 设管前很短距离的一点处的流速为u，压强p； 当流体流至测速管口A时，流体受到拦截，速度降 为零。动能转化为静压能，使A处压力增至pA A。 A点（内管）测定的是流体的静压能和动能之和A点（内管）测定的
3、是流体的静压能和动能之和 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 4 1.6 流速与流量的测量流速与流量的测量 1.6.1 测速管（皮托管）1.6.1 测速管（皮托管） 一、结构 二、原理 一、结构 二、原理 内管A处 . 2 2 1 u pp A += 外管B处 ppB = A点测定的是流体的静压能和动能之和 B点测压小孔与流体流动方向平行， 测定的是流体的静压能 A点测定的是流体的静压能和动能之和 B点测压小孔与流体流动方向平行， 测定的是流体的静压能 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 5 点速度： p u = 2 . )(2 0 . = Rg u 即 讨论：讨论
4、： （1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布 曲线； . 2 . 2 2 1 ) 2 1 (u p u pppp BA =+= 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 6 三、安装三、安装 （1）测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距离； （2）皮托管管口截面严格垂直于流动方向； （3）皮托管外径d0不应超过管内径d的1/50，即d0Re临界时， )( 1 0 0 A A fC = (3) 测量范围 一般 C0=0.60.7 RVS 2 S VR 孔板流量计的测量范围受U形压差计量程决定。 d Re 0 C 1 0 A A Re临界值 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源
5、化工中心 13 三、安装及优缺点 （1）安装在稳定流段，上游l10d，下游l5d； （2）结构简单，制造与安装方便 ； （3）能量损失较大 。 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 14 1.6.3 文丘里（文丘里（Venturi）流量计）流量计 属差压式流量计； 能量损失小，造价高。 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 15 )(2 0 0 = Rg ACV VS CV流量系数（0.980.99） A0喉管处截面积 恒截面，变压差 u A R 总结：总结：变压差流量计的特点是 R 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 16 1.6.4 转子流量计转子流量
6、计 一、结构与原理一、结构与原理 从转子的悬浮高度 直接读取流量数值。 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 17 u0 0 0 1 1 u1 微锥形玻璃管，锥 角约为 微锥形玻璃管，锥 角约为4左右 转子（或称浮子）, 直径略小于玻璃管 的内径； 转子密度须大于被 测流体的密度。 左右 转子（或称浮子）, 直径略小于玻璃管 的内径； 转子密度须大于被 测流体的密度。 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 18 二、流量方程二、流量方程 gz up gz up 0 2 00 1 2 11 22 +=+ )( 2 )( 2 1 2 01001 uugzzpp+= 在1-1
7、和0-0截面间列柏努利方程 00 111 1 0 0 )( 2 )()( 2 1 2 01001 uuAgzzAApp fff += 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 19 )( 2 )()( 2 1 2 01001 uuAgzzAApp fff += gV f 流体的浮力 动能差 )( 2 )( 2 1 2 0 uuAgV fff = 由连续性方程 1 0 01 A A uu = gVApp fff =)( 01转子受力平衡 00 111 1 0 0 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 20 重力重力 浮力浮力 升力升力 u0 0 0 1 1 u1 ( () )
8、 f ff A gV A A u = = 2 1 1 2 1 0 0 ( () ) f ff R A gV Cu = = 2 0 () 000 2 ff sR f Vg Vu AC A A = 常数 变量 流量系数 考虑到实际转子不是圆柱状、流体非理 想，将上式加一校正系数，得： 考虑到实际转子不是圆柱状、流体非理 想，将上式加一校正系数，得： 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 21 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 10 10 2 10 3 10 4 10 5 环 隙 雷 诺 数 R e0 图 转 子 流 量 计 的 流 量 系
9、数 CR u0 0 0 1 1 u1 CR 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 22 f ff RR A gV ACVs )(2 = 体积流量 （1）特点特点： 恒压差、恒流速、变截面截面式流量计。 讨论：讨论： （2）刻度换算 标定流体：20水（1000kg/m3） 20、101.3kPa下空气（ 1.2kg/m3） 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 23 CR相同,同刻度时 )( )( 12 21 1 2 = f f S S V V 式中：1标定流体； 2被测流体。 气体转子流量计 2 1 1 2 S S V V 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 24 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。 华北电力大学能源化工中心华北电力大学能源化工中心 25 作业： 在一直径为5 cm的管道上装一标准的孔板流量计， 孔径20 mm，U形管压差计读数为200 mmHg.如果管内 液体的密度为1000 kg/m3,粘度0.6 mPa.s,计算流体 的流量（m3/h)?