第1章流体测量技术.ppt

第一章 流体测量技术 学习目标 知识目标 1.掌握流体静压强、密度、流量、流速、黏度、层流、湍流、层流底层等基本概念； 2.熟悉流体静力学基本方程式、流量方程式； 3.了解柏努利方程式、范宁公式的意义。 能力目标 1.学会流体静力学基本方程式、流量方程式简单计算； 2.掌握U形管压差计、孔板流量计、转子流量计的使用方法。 第一节 流体压强的测量 一、表压强和真空度的测量 （一）流体的密度 1、流体的密度 定义： 物性参数：结构，温度，压强 液体：不可压缩流体，气体：可压缩流体 （1）气体的密度 讨论 1.在静止的、连续的、同一种液体内部，等压面为水平面。 2.静止液体液面上的压强能以同样大小传递到液体内部。 3.压强是深度的函数。 4.压强差的大小可以用一定高度的液柱表示，但要注明是何种液体。 5.单位：能量，称为静压能，位能。静止流体内部的能量守恒与转化。 由于分子的不规则运动，高速分子穿入低速流筒，其结果是速度快的流筒对慢的流筒起带动作用；低速分子跃迁到高速流筒，其结果是速度慢的流筒对速度快的流筒起拖拽的作用，于是流筒之间产生了相互作用并形成了流动阻力，这种作用力称为流体的内摩擦力。又称为流体的粘滞力。 2.流体的黏度 促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力称为黏度。 表示符号 定义公式 单位 又称为 换算关系 泊 厘泊 凡是服从牛顿粘性定律的的流体称为牛顿型流体 水针注射剂、 葡萄糖输液 凡是不服从牛顿粘性定律的流体称为非牛顿型流体 发酵液、细胞培养液 四、流体的流动类型 1.雷诺实验 上一内容 下一内容 回主目录 返回 目 录 第一节 流体压强的测量 第二节 流体在管道中的流动状态 第四节 简单管路计算 全国高等学校高职高专药品类专业卫生部“十一五”规划教材《生物制药设备》 第三节 流量测量仪表 为标准状态下气体的压力、温度和密度； 为特定条件下气体的压力、温度和密度 为气体总摩尔数 混合气体各组分的摩尔分数 混合气体的平均摩尔质量 混合气体的平均密度 （2）混合气体的平均密度 为气相中各组分的质量分数 2.相对密度 （3）混合液体的平均密度 物质的密度和标准物质的密度之比称为相对密度，符号为，无量纲量。 以4℃的水为比较标准时，有 （二）流体的静压强 1.压强定义 流体的静压强，其单位为 流体受力面积，其单位为 作用在面积A上的压力，其单位为牛顿 2.标准大气压的概念 在温度是0℃纬度是45度的海平面上，单位面积所承受的大气压力称为1个标准大气压，表示为 3.压强单位之间的换算 4. 绝对压强、表压强和真空度 (1)绝对压强 密闭容器内压强的真实值称为绝对压强 （2）真空度 抽 气 密闭容器内绝对压强小于大气压强，其差值叫真空度。 （3）表压强 用压力计测出的容器内压强值。 扣除了大 气背景值 三者关系 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强 二、流体压强差和液位测量仪表 （一）流体静力学基本方程式 如液柱上方只有大气，则 （二）流体压强差和液位测量仪表 1.U形管压差计 液体 气体 指示液密度 待测液密度 2. 液位计 3. 计算液封高度 第二节 流体在管道中的流动状态 一、管道和管件 （一）制药用管道的材质 1.金属材料 0Cr18Ni12Mo2Ti S31603 00Cr17Ni14Mo2 316L S31600 0Cr17Ni12Mo2 316 S30403 00Cr19Ni10 304L S30400 0Cr18Ni9 304 UNS编码 中国标准 美国标准 不锈钢 牌号对照表 合金冶炼时加入适量铬、钼、钛、铜、钴、镍、铌、锰等元素，可得不锈钢。 2.非金属材料 用于制造制药设备的非金属材料可分为有机合成高分子材料和陶瓷材料 塑料 陶瓷 玻璃 植物纤维 （二）管道和管件 1.常用管道 表示钢管外径是 壁厚是 内径是 316L或316Ti不锈钢管 2.管件 大小头、三通、弯头、法兰、阀门、卡箍等，其中阀门有蝶阀、球阀、止回阀、隔膜阀、换向阀、取样阀、呼吸式调节阀 气动隔膜阀用途较广，可防止 药液被微生物污染。 弹性膜，当将汽缸中气体放出时，隔膜向回收缩，工作室空间增大，液体经进口活门向出口活门流出，当向汽缸中充气时，气室内压力增大，隔膜向工作室凸出，工作室空间减小直至全封闭，流体被截止。 二、流量和流速 1.流量 对于管道任意截面，单位时间内流过的流体的数量称为流量。 （1）体积流量 （2）质量流量 （3）统计流量与质量流量的关系 2.