第六节流量测量

第六节流量测量测量流量的仪表是多种多样的。在此仅介绍几种根据流体流动时各种机械能相互转换关系而设计的流速计和流量计。一、测速管（毕托管）1、测速管的测速原理测速装置示意图如上分析：A点流体质点的能量：pA/ρ+1/2uA2(同一水平面，△Z=0不计位能)；驻点B点：B点管口敞口，到达B点的流体质点碰撞到管内的静止流体，流速为零，而动能转化为静压能，即B点的流体质点的能量仅有静压能pB/ρ。现在A，B两处列柏努利方程式，则:pA/ρ+1/2uA2=pB/ρ毕托管测得的是点速度，利用它可以测得沿截面的速度分布，为测量流量，对于圆管先测管中心的umax，然后根据umax~u的关系图求得u`和Vs`；1-18？？？？？？2、测速管的结构由两根弯成直角的同心套管所组成，外管管口封管，但侧面开有一些小孔，用以测得pA，内管口敞开，管口截面直与流动方向，用以测得pB；3、安装1)、必须保证测量点位于均匀流段，为此，要求测量点的上下游至少要有(8~12)d(圆管直径)以上的直管距离；2)、必须保证内管口截面严格垂直于流动方向，否则测量存在误差；3)、测速管径应小于管径d的1/50，即d0/d1/50;见例7二、孔板流量计在管道内插入一片与管轴垂直并带有通常为圆孔的金属板，孔的中心位于管道的中心线上，如下图所示。这种装置称为孔板流量计。1、测量原理在孔板流量计上游的管截面1~1`处流速为u1,压强为p1的流体通过孔板时，圆流道突然缩小，使流速突然增加，压强降低，流体流过孔板后，由于惯性作用，流道截面并不立即扩大到整个管道截面，而是继续收缩，直到2~2`处，流体的流道截面收缩到最小，这个最小流道截面称为缩脉，流速为u2，压强为p2；随后流道截面逐渐扩大，流速逐渐减小，并恢复到截面1~1`处的数值。现在1~1`与2~2`间列柏努利方程式另外，由于孔板的厚度很小，一般为6~12毫米，所以不能把下游测压口正好装在孔板上。比较常用的方法是角接取压法，就是把上、下游两个测压口装在紧靠孔板前后位置上，这种方法所测得的压差为(pa-pb)，不等于，所以又应引进另一校正系数C2，则：C0与Re1、A0/A1取法有关，由实验测定，如图？？？？？？？？1-32当A0/A1为某一值时，若Re1Rec，则C0=C0(A0/A1)=const，C0范围：0.6~0.7流量计所测范围最好落在这一区域内。２、流量计的结构３、安装在上游和下游须有(15~40)d和10d的直管距离４、孔板流量计的能量损失估算式：三、文丘里流量计孔板流量计的能量损失较大，文丘里用一段渐缩渐扩管代替孔板减小阻力损失。这种流量计称为文丘里流量计。如图所示，其测量原理与孔板流量相同。大多用于低压气体的输送测量，但造价高。见例8四、转子流量计转子流量计的构成如图转子流量计由自下而上逐渐扩大的垂直的锥形玻璃管和转子组成。转子直径略小于玻璃管内径，转子与玻璃管间形成一个截面积较小的环隙(0~0`处)，转子可由金属或非金属材质制成不同形状，密度大于流体密度，即ρfρ，被测流体从底部进入，顶部流出。1、测量原理被测流体以一定的流量通过转子流量计时，流体在环隙中的速度较大，压强较小，于是在转子的上、下端面形成一压差，转子将“浮起”，随着转子的上浮，环隙面积逐渐增大，环隙中的流速将减小，两端压差也随之降低，当转子上浮至某一高度时，转子上下端面的压差造成的升力恰好等于转子的净重力时，转子不再上升，悬浮于该高度上，当转子将上升至另一高度达到新的平衡。转子流量计的计算式由转子的受力平衡来导出，垂直方向，转子受三个力：当转子停留在某一固定位置时，转子与玻璃管之间的环形面积就是一个固定值，此时流体流经该环行截面的流量和压强差的关系与流体通过孔板流量计孔板的情况相似。因此，仿照孔板流量计的流量公式写出转子流量计的流量公式，即AR——转子与玻璃管的环隙截面积CR——转子流量计的孔流系数CR=CR（Re，转子形状）由实验测定若CR在所测范围内为常数，则流量只随AR变化，这样，就使锥形玻璃管内转子所处位置的高低来反应流量的大小了。转子流量计生产厂家在其出厂前需加以标定。流体200C清水工质标定刻度气体200C空气标定刻度若用户与厂家标定所用工质不同时，则需对转子流量计进行核正。两者关系为2、安装必须垂直