热工第4章 流量测量.pdf

第四章 流量测量 层流和紊流 流体在细管中的流动形式可分为层流和 紊流两种。 所谓层流(laminar flow)就是流体在 细管中流动的流线平行于管轴时的流动。 所谓紊流(turbulent flow)就是流体 在细管中流动的流线相对混乱的流动。 雷诺数是表征流体惯性力与黏性力之比 的无量纲量，利用雷诺数可以判断流动的形 式。如果雷诺数小于某一值时，可判断为层 流，而大于此值时则判断为紊流。 在层流流动状态下，流速分 布是以管轴为中心线的轴对 称抛物线分布。 在紊流流动状态下，管内 流速同样是以管中心线轴 对称的分布，但是其分布 呈指数曲线形式。 §4-1 概述 一、基本概念 ? 流量（瞬时流量） 3 体积流量qv （m /s） qm=ρqv 质量流量qm（kg/s） ? 累积流量 二、流量测量的主要方法和分类 节流变压降式：孔板 喷嘴 z 差压式 动压管式：毕托管 均速管 节流变截面(阻力式)：浮子 靶式 z 速度式：涡轮式 涡街式 电磁式 超声波式 z 容积式：椭圆齿轮式 腰轮式 刮板式 z 其它： 热式 质量式(科氏力) 转子流量计 涡轮流量计 涡街流量计 超声波流量计 电磁流量计 质量流量计 §4-2 差压式流量测量 一、节流变压降式流量计 二、标准节流装置 三、其他差压式流量计 一、节流变压降式流量计 ? 节流测量原理： 流体流过阻力件(节流件)因流束 的收缩而造成压力变化。 对于一定形状和尺寸的阻力件，一定的测压位置和前后 直管段，在一定的流体参数情况下，阻力件前后的差压 与体积流量之间有一定的函数关系。 1：节流装置 2：压力信号传送管路 3：差压仪表 ? 流量公式 （流量与差压之间的关系式） 设流经水平管道的流体为不可压缩性流体，并忽略流 动阻力损失，对截面1、2写出下列伯努利方程和流体的 连续性方程： 2 2 11 vpvp 22 π 2 π 2 +=+ 1ρ = vdvD 2 ρ ρρ22 4 4 流体流经截面2的体积流量为： π 2 qdvv = 2 教材75页公式 4 (4-7)与(4-8) 有误？ 联立求解，可得体积流量：π 1 2 q = ’ 2 ? ppd )( v d 4 ρ 21 ? )(1 4 D 注意： ① 要测出截面2处的静压力p2和d’是很困难的； ② d’是最小流束的截面直径； ③ 没有考虑流动过程中的压力损失，而实际流量小于理论值。 π β 修正后的流量公式：ρ π β β C 2 2 C 22 2 qv = pd =Δ ΔpD 1? 4 4 1? 4 4 ρ α d C 直径比 β = 流量系数 = D 1? β 4 流出系数C和流量系数α值一般由实验决定， 影响因素有：节流件的形式、β值、雷诺数、 管道粗糙度及取压方式等。 可压缩流