化工原理第一章流速和流量的测量2008.pptVIP

第六节 流量的测量 一、测速管 二、孔板流量计 三、文丘里流量计 四、转子流量计 五、涡轮流量计 1、转子流量计的结构 【例】 20℃苯在φ133×4mm的钢管中流过，为测量苯的流量，在管道中安装一孔径为75mm的标准孔板流量计。当孔板前后U形压差计的读数R为80mmHg时，试求管中苯的流量（m3/h）。 【解】查得20℃苯的物性： 面积比： 由公式可求得苯的体积流量： 设Re＞ReC，由图1-40查得： 校核Re： 管内的流速 管道的Re： 故假设正确，以上计算有效。苯在管路中的流量为： qV＝48.96 m3/h 三、文丘里（Venturi）流量计 1、文氏流量计的结构及特点 【结构】用一段渐缩、渐扩管代替孔板，所构成的流量计称为文丘里流量计或文氏流量计。 【特点】当流体经过文丘里管时，由于均匀收缩和逐渐扩大，流速变化平缓，涡流较少，故能量损失比孔板大大减少。 文氏流量计的结构示意图 文氏流量计实物图 文丘里流量计的测量原理与孔板流量计相同，也属于差压式流量计。 根据所连接的U型管压差计确定R，然后使用公式计算体积流量。 2、文丘里流量计的测量原理 3、文丘里流量计的流量计算 由于文丘里流量计的测量原理与孔板流量计相同，其流量计算公式也与孔板流量计相似，即： 式中 CV——文丘里流量计的流量系数（约为0.98～0.99）； A0——喉管处截面积，m2。 一体化文丘里流量计 3、文氏流量计的优缺点 【优点】阻力损失小，大多数用于低压气体输送中的测量； 【缺点】加工精度要求较高，造价较高，并且在安装时流量计本身占据较长的管长位置。 文丘里除尘器 （1）上粗下细的锥形玻璃管（锥角约在4°左右）； （2）管内一个密度大于被测流体的固体转子（或称浮子）； （3）流体自玻璃管底部流入，经过转子和管壁之间的环隙，再从顶部流出。 四、转子流量计 大流量转子流量计 小流量转子流量计 * * 第一章 流体流动 流量计的两种类型 1、变压头流量计 【特点】将流体的动压头的变化以静压头的变化的形式表示出来。读数指示由压强差换算而来。 【例如】测速管、孔板流量计和文丘里流量计。 【说明】除测速管测定管截面上的点速度外，其余均测得平均速度。 第六节 流量的测量 2、变截面流量计 【特点】流体通过流量计时的压力降是固定的，流体流量变化时流道的截面积发生变化，以保持不同流速下通过流量计的压强降相同。 【例如】转子流量计。 【说明】变截面流量计可直接测得流体的体积流量。 一、测速管 1、测速管的结构 ①测速管又称皮托（Pitot）管，是由两根弯成直角的同心套管组成； ②内管管口敞开； ③外管的管口封闭； ④外管前端壁面四周开有若干测压小孔。 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。 毕托管实物图 毕托管实物图 2 测速管工作原理 对于某水平管路，测速管的内管处测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和，外管测压孔测得为静压头。 3、测速管的计算公式 内管处测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和，称为冲压头（能）。 外管测压孔测得为静压头： 内外管之压强差为： 测速管管口处的点速度为： ——测速管测定管内流体的点速度的基 本公式 【结论】可通过测量内、外管的压力差计算管内流体的点速度。 若使用U形管压差计，所测流体的密度为ρ，U型管压差计内充有密度为ρ0 的指示液，读数为R。 实际使用时 c =0.98~1.00（校正系数） 4、平均流速与流量的确定 （1）测速管实际测得的是流体在管截面某处的点速度，因此利用测速管可以测得流体在管内的速度分布。若要获得流量，可对速度分布曲线进行积分。 （2）利用皮托管测量管中心的最大流速，利用关系曲线（图1－38）查取最大速度与平均速度的关系，求出截面的平均速度，进而计算出流量，此法较常用。 u/umax～Remax(Re)关系图 5、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。 （4）测速管安装于管路中，装置头部和垂直引出部分都将对管道内流体的流动产生影响，从而造成测量误差。因此，除选好测点位置，尽量减少对流动的干扰外，一般应选取皮托管的直径小于管径的1/50。 （5）测速管对流体