流量测量(多媒体教案).ppt
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第1页,物位测量仪表直读式、浮力式差压式(远距离测量、近距离测量),压力测量仪表液柱式(U形压差计)弹簧管式(实验室用的压力表、真空表)膜片式,流量测量仪表速度式(水表、电表)容积式(湿式气体流量计)差压式、截面式,第2页,主要内容:1.7.1测速管(皮托管)1.7.2孔板流量计1.7.3转子流量计1.7.4例题,第3页,(1)结构系由两根弯成直角的同心套管组成,内管壁无孔,套管端部环隙封闭,外管靠近端点的壁面处沿圆周开有若干测压小孔。,1.7.1测速管(皮托管),P52-P59,第4页,(2)测速原理压强为P1的流体以局部流速流向测速管的前端,因内管已充满被测流体,故流体到达管口A处即被挡住,速度降为零,即:从外管B处和1处之间,得,P52-P59,1,第5页,(3)用途测速管是测量管截面上的某一点的速度,而不是管截面上的平均流速。可以测出管截面上流体的速度分布。,若压差是用u形压差计来测量的,得,P52-P59,第6页,用测速管置于管道的中心线,测出流体的最大流速。如何求出平均速度?,P52-P59,第7页,(4)安装必须保证测量点位于均匀流段。要求测量点的上、下游最好各有50d(d为管径)以上的直管距离,至少也应在8d-12d以上。必须保证管口截面严格垂直于流动方向。否则,任何偏离都将造成负的偏差。测速管直径d0应小于管径d的1/50,尽量减少能量损失。,P52-P59,第8页,(5)特点变压差阻力非常小,忽略不计不会太大,常采用微差压差计(6)适用范围适用于测量大直径管路中清洁气体的流速,P52-P59,第9页,1.7.2孔板流量计(1)结构是利用流体流经节流元件产生的压力差来实现流量测量。其节流元件为孔板,即中央开有圆孔的金属板,将孔板垂直安装在管路中,以一定的取压方式测取孔板前后两端的压差。,P52-P59,第10页,(2)测量原理定性分析,孔板流量计,3,P52-P59,第11页,(a)流速分析:1-1截面:u1(面积为A1)2-2截面:u2u1(缩脉处面积为A2,u2最大)3-3截面:u3=u1(面积为A1),P52-P59,第12页,(b)压力变化:1-1截面:p12-2截面:p2Rec,由m值查出C0,计算),P52-P59,第21页,(3)主要优缺点优点:构造简单、制造和安装都很方便缺点:能量损失大,P52-P59,第22页,(4)安装孔板流量计安装时,在上游和下游必须分别有一段内径不变的直管作为稳定段,通常要求上游直管长度为15d-40d,下游为5d的直管距离。(5)特点变压差(),恒截面(),P52-P59,第23页,(6)文丘里(Venturi)流量计,属差压式流量计;能量损失小,造价高。,P52-P59,第24页,1.7.3转子流量计(1)结构是由一段上粗下细的锥形玻璃管(锥角为4左右)和管内一个密度大于被测流体的固体转子所构成。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。,P52-P59,第25页,(2)测量原理定性分析锥形玻璃管的内截面积A1,转子的最大截面积Af。流体以u流入,由A1减小到A0=A1-Af,u增大,转子上端面的p0降低。在转子上、下端面形成压力差,转子被浮起,因环隙面积A0=A1-Af自下而上逐渐增大,压力差p1-p0降低,压力差等于重力时,从转子悬浮高度直接读取流量数值。流量与转子的悬浮高度之间的关系?,P52-P59,第26页,定量计算(a)转子的受力平衡,(b)能量衡算在1-1和0-0截面间列BE:,P52-P59,第27页,整理得,转子所受的浮力,两截面的动能差,两式联立得,P52-P59,第28页,根据连续性方程,整理得,P52-P59,第29页,考虑转子的形状和能量损失的影响,引入适当的校正系数Cr:,P52-P59,第30页,思考:转子流量计看成一个孔口A0为逐渐变化的,转子上、下方的压力差相当于孔板流量计的孔板前后压力差的流量测量设备。,通常,当流体通过环隙时的雷诺数达到一定数值后,对于一定的转子和流体Cr=const,P52-P59,第31页,(3)特点恒压差变截面(变环隙截面)A0恒环隙流速u0恒转子截面积Af,P52-P59,第32页,(4)测量范围流体:20C的水进行标定(液体)20C,760mmHg的空气进行标定(气体)液体转子流量计:气体转子流量计:,P52-P59,第33页,(5)主要优缺点优点:读取数据方便,流动阻力小测量精度较高,对不同流体的适用性广不易发生故障缺点:玻璃管不能经受高温、高压、易碎(6)安装,P52-P59,第34页,1.7.4例题例1、流体在一等径管路中流动并处于完全湍流区。已测得某段长度为L的水平直管的压力降为50Pa,管路中安装一转子流量计。测得流量计两端的压差为180Pa。若流体流量增加50%,则该段直管的压力降为?Pa,转子流量计两端压力差为?Pa。例2、用孔板流量计测量流体流量时,随流量的增加,孔板前后的压差值将;若改用转子流量计,转子前后压差值将。,第35页,例3、某转子流量计,出厂时用标准状况下的空气进行标定,其刻度范围为10-50m3/h,试计算:(1)用该流量计测定20的CO2流量,其体积流量范围为若干?(2)用该流量计测定20的NH3流量,其体积流量范围为若干?(3)现欲将CO2的测量上限保持在50m3/h,应对转子作何简单加工?当地的大气压为101.33kPa。,第36页,思考题:1、用孔板流量计测量流体流量时,随流量的增加,孔板前后的压差值将如何变化?若改用转子流量计,转子上下压差值又将如何变化?,- 配套讲稿:
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