化工原理第一章7.ppt

* 1.7 流速和流量的测定 一、皮托管 二、孔板流量计 三、转子流量计 第一章 流体流动（幻灯片5） 1.8 非牛顿流体的流动（自学） 一、非牛顿流体的基本特性 二、非牛顿流体的层流流动 三、非牛顿流体的湍流流动与减阻现象 1.7 流量测量 一、测速管：又称皮托（Pitot）管 p 测umax?平均速度?流量 Remax=?umaxd/? 例 50℃的空气流经直径为300mm的管道，管中心放置 毕托管以测量其流量。已知压差计读数R为15mm（指示 液为水），测量点表压为4 kPa。试求管道中空气的质 量流量（kg/s）。 解： 管道中空气的密度 查得空气的粘度 查图1-49（教材） 二．孔板流量计 结构 测量原理： 影响孔流系数C0的因素： A0/A1、雷诺数Red=du1?/?、取压位置、孔口的形状、加工精度。 需由实验测定。 优点：构造简单，制造和安装都很方便 缺点：机械能损失（称之为永久损失）大， 当d0/d1=0.2时，永久损失约为测得压差的90%， 常用的d0/d1=0.5情形下，永久损失也有75%。 安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段， 上游长度至少应为(15~40)d，下游为5d 使用注意事项： 例：用φ159mm×4.5mm的钢管输送20℃的水，已知流 量范围为50～200m3/h。采用汞压差计，并假定读数误差 为1mm。试设计一孔板流量计，要求在最低流量时，因 读数造成的误差不大于5％，且阻力损失应尽可能小。 解： 取m＝0.3，由图1-52（教材）查得 最大流量时的读数 重取m＝0.5 文丘里（Venturi）流量计 收缩段锥角通常取15?25?， 扩大段锥角要取得小些，一般为5?7? 总结：变压头流量计的特点是 文丘里流量计的 缺点：加工比孔板复杂，因而造价高，且安装时需占去一定 管长位置， 优点：其永久损失小，大多用于低压气体的输送。 三、转子流量计 结构 测量原理 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。 ?pA 测量原理：先按理想流体推导，此时摩擦力为零。 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： ------点速度 测速原理 Re=(ud/( 测速管加工及使用注意事项 测速管的尺寸不可过大，一般测速管直径不应超过管道直径的1/50。 测速管安装时，必须保证安装点位于充分发展流段，一般测量点的上、下游最好各有50d以上的直管段作为稳定段。 测速管管口截面要严格垂直于流动方向。 测速管的优点： 结构简单、阻力小、使用方便， 尤其适用于测量气体管道内的流速。 缺点： 不能直接测出平均速度， 且压差计读数小，常须放大才能读得准确。 两种取压方式： 角接法 取压口在法兰上； 径接法 上游取压口在距孔板1倍管径处，下游取压口在距孔板1/2倍管径处。 影响两测压点间的压力差的因素： 孔板结构、流速 暂不计阻力损失，1、2之间有： 用A0代替A2， 再考虑到机械能损失 孔流系数 孔板一定时： C0值多在0.6至0.7之间 C0约为0.98(0.99 恒截面，变压差 重力 浮力 升力 重力 当转子停留在某一高度时， 再在0-0面、1-1面间列伯努利方程： 重力 浮力 升力 常数 变量 校正系数