力学基础实验

1、力学基础实验力学基础实验教员：教员：尹协振尹协振实验室负责教师：实验室负责教师：王奎王奎联系电话：联系电话：3607646（L） 3600646（0）教学实验室地点：教学实验室地点：力四楼四层力四楼四层实验室主页：实验室主页：力学系力学系-教育培养教育培养-教学实验室教学实验室-流体力学实验室流体力学实验室Email: USTC第第8章章 流体压强、速度流体压强、速度和流量的测量和流量的测量8.1 流体压强的测量流体压强的测量8.2 流体速度的测量流体速度的测量8.3 流量测量流量测量USTCChapter 8 Measurements of Pressure, Velocity and Fl

2、ow Rate in Fluid Flow8.1 measurements of pressure in fluid8.2 measurements of velocity in fluid8.3 measurements of flow rateUSTC特别说明特别说明 本课程中讲解涉及测量技术一般本课程中讲解涉及测量技术一般限于低速流动。限于低速流动。USTC8.1 流体压强的测量流体压强的测量1 什么是流体的压强什么是流体的压强2 静压探头静压探头3 表面测压表面测压4 总压探头总压探头5 压力计压力计6 导管导管7 动态压力测量动态压力测量8 多点压力测量多点压力测量USTC1 什么是

3、流体的压强（什么是流体的压强（pressure） 静止流体静止流体 运动流体运动流体 静压静压(Static pressure) 总压总压(Total pressure) 滞止压力、驻点压力滞止压力、驻点压力（Stagnation pressure） 动压动压(Dynamic pressure) 表面压表面压(Surface pressure)USTC1 什么是流体的压强什么是流体的压强v运动流体的静压运动流体的静压-流场中某流场中某点点的静压的静压是指该点三个主方向上法向应力的平均是指该点三个主方向上法向应力的平均值。值。v在静止流体中测量的都是静压。在静止流体中测量的都是静压。USTC1

4、什么是流体的压强什么是流体的压强v总压总压-指运动流体等熵滞止下来，指运动流体等熵滞止下来，速度为零时的压强。速度为零时的压强。v又称滞止压力、驻点压力。又称滞止压力、驻点压力。USTC1 什么是流体的压强什么是流体的压强v一维、定常、不可压、伯努利方程一维、定常、不可压、伯努利方程v动压动压qv表面压表面压-流体作用于表面的压强流体作用于表面的压强2012pVpUSTC212qV2 静压探头静压探头v如何才能测量到流体静压？如何才能测量到流体静压？v原则上说不可能测量到流体静压。原则上说不可能测量到流体静压。USTC2 静压探头静压探头USTCXsXhD081624320-2-424XXh/

5、DXs/D2416802%/2ppVXh：3-8D, Xs：8-15Dd/D=0.1-0.2用于测量低速流动用于测量低速流动2 静压探头静压探头USTC楔型探针楔型探针锥型探针锥型探针用于测量超声速流动用于测量超声速流动3 表面测压表面测压USTCR=1/4 dR=1/4 dR = d820820R=1/4 d1/8 d1/2 d300450450300+0.2%-0.8%-0.5%+1.1%+0.3%+0.4%0%-0.1%-0.1%-0.3%4 总压探头总压探头静压管静压管+总压管总压管=风速管（皮托管）风速管（皮托管）USTCV4 总压排管总压排管用于超声速气流用于超声速气流USTCpt

6、p0M 15 压力计压力计l一次仪表和二次仪表次仪表和二次仪表USTC传感器或探头放大器、显示器或压力计管道5 压力计压力计l机械式压力计机械式压力计USTC膜盒、弹簧管膜盒、弹簧管5 压力计压力计l机械式压力计机械式压力计l注意事项注意事项 表压和绝对压力表压和绝对压力 精度精度 绝对误差和相对误差绝对误差和相对误差USTC0123456MPa1.5USTC绝对误差:61.5%0.0990MPaMPaKPa如果测量时指针对4MPa，问相对误差是多少?902.25%4KPaMPa902.20%4.1KPaMPa？如果测量时指针对0.5MPa，问相对误差是多少?9015%0.6KPaMPa测量时

7、应该尽量选用量程合适的压力表。5 压力计压力计l液柱式压力计液柱式压力计大气压力计大气压力计U型压力计型压力计杯式压力计杯式压力计倾斜压力计倾斜压力计多管压力计多管压力计补偿压力计补偿压力计USTC液柱式压力计液柱式压力计l大气压力计大气压力计USTChbaPgh液柱式压力计液柱式压力计lU型压力计型压力计USTCPg hp1p2液柱式压力计液柱式压力计l杯式压力计杯式压力计USTCp1p2h0h1Rah2h12212010pppg hhghhhh 220120Rhhahh22020220201apghhhhRaghhRgK hhgK h K压力计系数，出厂给定。压力计系数，出厂给定。液柱式压

8、力计液柱式压力计l倾斜压力计倾斜压力计USTCp1p2LpgK l 液柱式压力计液柱式压力计多管压力计多管压力计USTC液柱式压力计液柱式压力计补偿压力计补偿压力计USTCUSTC型号规格最小分度值基本误差外型尺寸(DXH)重量精度等级工作环境YLB-1500-1.51.5KPa0.01mm0.8Pa226X320mm5.5Kg二等标准温度20 5YLB-2500-2.52.5KPa0.01mm在-1.5KPa1.5KPa范围： 0.8Pa226X420mm8.5Kg二等标准温度20 5在-2.5KPa2.5KPa范围： 1.3Pa6 导管导管USTC222002202112222,4MhLV

9、r aharLV 模型模型压力计或传感器压力计或传感器传替函数传替函数USTCAB00,ABABjtjtABABjtjtjtAAjtBBY eY eKjKjX eX eKjY eKjY e无导管时：无导管时：有导管时：有导管时：000000,ABBAjtjtABABBjtjtjtABjtBAY eY eKjKjKjKjX eX eKjY eKjKjY e导管传替函数测量导管传替函数测量7 动态压力测量动态压力测量 压力传感器压力传感器 （1 1）压电式压力传感器）压电式压力传感器 （2 2）电阻式压力传感器）电阻式压力传感器 （3 3）硅压力传感器）硅压力传感器 （4 4）电容式压力传感器）电

10、容式压力传感器 （5 5）谐振式压力传感器）谐振式压力传感器 （6 6）光纤压力传感器）光纤压力传感器USTC7 动态压力测量动态压力测量USTC灵敏度灵敏度频响频响体积体积价格价格重复性重复性线性线性环境环境压电式压电式 电电阻阻式式电位器式电位器式 应变式应变式锰铜式锰铜式硅硅式式半导体应变半导体应变压阻式压阻式 电容式电容式电感式电感式谐振式谐振式 光纤式光纤式8 多点压力测量多点压力测量u机械式压力扫描阀机械式压力扫描阀USTCTpi8 多点压力测量多点压力测量USTCDSY-JB电子扫描压力测量系统 RS-485电子扫描测压仪空空 压 力 校 准 单 元控制压力 RS-232 系统计

11、算机校准压力25芯电缆真空正压u电子压力扫描阀电子压力扫描阀8 多点压力测量多点压力测量v电子扫描压力测量系统电子扫描压力测量系统压 力 扫 描 器 单 元电源及信号电缆校准压力气 源真 空DSY2000系统原理图控制压力500-700kPa计算机DS-32DS-32DS-32DS-32DS-32DS-32压 力 校 准 单 元RS-23210M/100M Base-T数 采 控 单 元复零/满量程校准Px1C2C1Px2Px32PC104计算机采集卡S1S2S16T压力传感器温度传感器LANZDS智能压力扫描阀原理图USTC常用压力计量单位及其标识符号 英寸水柱（inH2O） 压力单位的英寸

12、水柱符号为 inH2O 不要书写为 inh2O ; 千克力/厘米2（kgf/cm2） 压力单位的千克力/厘米2符号为 kgf/cm2 不要书写为 Kgf/cm2 ; 物理大气压（atm） 压力单位的物理大气压符号为 atm 不要书写为 Atm ; 巴（bar）; 毫巴（mbar） 压力单位的巴和毫巴符号为 bar 和 mbar 不要书写为 Bar 和 mBar ; 托（Torr） 压力单位的托符号为 Torr 不要书写为 torr .USTC 兆帕（MPa）; 千帕（kPa）; 帕（Pa） 压力单位的兆帕符号为 MPa 不要书写为 Mpa mpa ; 千帕符号 kPa 不要书写为 KPa Kpa 或 kpa; 帕的符号 Pa 不要书写为 pa 磅力/英寸2