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化工原理第一章流体流动1
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *喻国华 流速与流量的测量 测速管(皮托管) 一、结构 二、原理 内管A处 外管B处 * *喻国华 点速度: 即 讨论: (1)皮托管测量流体的点速度,可测速度分布曲线; * *喻国华 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d0d/50 。 (2)流量的求取: 由速度分布曲线积分 测管中心最大流速,由 求平均流速,再计算流量。 * *喻国华 孔板流量计 孔 板 流 量 计 * *喻国华 一、结构与原理 * *喻国华 在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程,暂不计能量损失 变形得 二、流量方程 问题:(1)实际有能量损失; (2)缩脉处A2未知。 * *喻国华 解决方法:用孔口速度u0替代缩脉处速度u2,引入 校正系数 C。 由连续性方程 令 * *喻国华 体积流量 质量流量 则 C0——流量系数(孔流系数) A0——孔面积。 * *喻国华 讨论: (1)特点: 恒截面、变压差——差压式流量计 (2)流量系数C0 对于取压方式、结构尺寸、加工状况均已规定的标准孔板 Re是以管道的内径d1计算的雷诺数 * *喻国华 当Re Re临界时, (3) 测量范围 一般 C0=0.6~0.7 孔板流量计的测量范围受U形压差计量程决定。 Re临界值 * *喻国华 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 。 * *喻国华 属差压式流量计; 能量损失小,造价高。 文丘里(Venturi)流量计 * *喻国华 CV——流量系数(0.98~0.99) A0——喉管处截面积 * *喻国华 转子流量计 一、结构与原理 从转子的悬浮高度直接读取流量数值。 * *喻国华 二、流量方程 转子受力平衡 在1-1′和0-0′截面间列柏努利方程 0′ 1′ 1 0 * *喻国华 流体的浮力 动能差 由连续性方程 CR——流量系数 * *喻国华 体积流量 (1)特点: 恒压差、恒流速、变截面——截面式流量计。 讨论: (2)刻度换算 标定流体:20℃水(?=1000kg/m3 ) 20℃、101.3kPa下空气(? =1.2kg/m3) * *喻国华 CR相同,同刻度时 式中:1——标定流体; 2——被测流体。 气体转子流量计 * *喻国华 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。 * *喻国华 例 某气体转子流量计的量程范围为4~60m3/h。现用来测量压力为60kPa(表压)、温度为50℃的氨气,转子流量计的读数应如何校正?此时流量量程的范围又为多少?(设流量系数CR为常数,当地大气压为101.3 kPa) * * * * * * * * * * * * * *喻国华 说明: (1)Re与Wf中的直径用de计算; (2)层流时: 正方形 C=57 套管环隙 C=96 (3)流速用实际流通面积计算 。 * *喻国华 局部阻力 一、阻力系数法 将局部阻力表示为动能的某一倍数。 或 ζ——局部阻力系数 J/kg J/N=m * *喻国华 1. 突然扩大 * *喻国华 2.突然缩小 * *喻国华 3. 管进口及出口 进口:流体自容器进入管内。 ζ进口 = 0.5 进口阻力系数 出口:流体自管子进入容器或从管子排放到管外 空间。 ζ出口 = 1 出口阻力系数 4 . 管件与阀门 * *喻国华 * *喻国华 * *喻国华 蝶阀 * *喻国华 * *喻国华 * *喻国华 二、当量长度法 将流体流过管件或阀门的局部阻力,折合成直径相同、长度为Le的直管所产生的阻力 。 Le
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