3.3 流体压力和流量的测量.ppt

1、1,化 工 基 础 An Introduction to Chemical Industry and Engineering,2,复 习,根据_定律，对定态流动的流体进行物料衡算，得到流体流动的_方程:,m1 = m2 or qm1 = qm2,根据_定律，对定态流动的流体进行能量衡算，得到流体流动的_方程:,Hf,He,1、理想流体在导管中作定态流动时，导管任一截面的总能量或总压头为一常数。,2、能量在不同形式间可以相互转化，当某一形式的压头的数值因条件而发生变化时，相应地引起其他压头的数值的变化。,* Bernoulli方程的物理意义,质量守恒,连续性,能量守恒,柏努利,3,教学目的：,重

2、 点：,3.3 流体压力和流量的测量,使学生了解测量流体压力和流量的仪表，掌握各种流量测量仪表的工作原理，熟悉各种流量计的工作范围。,U型管压力计、孔板流量计和转子流量计的工作原理,4,3.3 流体压力和流量的测量,一、流体压强的测量,5,应用流体静力学原理的压强计U型管压强计,p1,p2,i,Z1,Z2,R,A B,Z,选取等压面A、B：,所选指示剂与所测流体不互溶，且i,当测量系统某一点的压强时,U型关压强计一端连通大气,一端接测压点,测得的是表压或真空度.,想一想:如何提高测量的灵敏度?,Note:,6,倒置U型管压力计,p1,p2,R,以被测液体作为指示液，液体的上方充满空气，空气的进

3、出可通过顶端的旋塞来调节。,7,微差压力计,i,i,p2,p1,R,两种密度不同且不互溶而有明显界面的指示液,NOTE: 两种指示液的密度相差越小,测量的 灵敏度越高.,8,机械式压强表弹簧管压力表(spring manometer),测量较高压力,将被测压力转换成弹性元件变形的位移,9,二、流体静力学方程的应用,液位计(tank gauge):,10,流体静力学方程的应用,液封(水封)(water lute,water seal,liquid seal):,气 柜,填 料,P,p0,Z,气体,气体,液体,液体,11,例题,例33 贮槽内存放密度为860 kgm-3的油品，槽侧边测压孔的U型管

4、压力计中汞柱的读数为15cm，设汞柱面的高度与油槽测压孔的高度相同或接近，试求该条件下贮槽内全部油品的质量和体积。贮槽上端与大气相通。,800,150,2000,解：汞的密度为13600 kgm-3,？,h,油品体积：,油品质量：,12,p,p0,P ,R,孔板流量计（ori fice meter）,u0,u,工作原理：根据流体动力学原理（柏努利方程），流体通过孔口时，因截面积骤然缩小，流体流速随之增大；因流体动压头增大，其静压头骤然缩小。利用U型管压强计测出孔板前后的压强差。,三、流体流量的测量,13,R,u0,u,* 实际流体流动的阻力损失，孔板处突然收缩造成的扰动以及孔板与导管间装配可能

5、有误差，这些影响因素归纳为孔板流量系数C0(一般为0.61-0.63),NOTE: 孔板流量计有相当大的压头损失.,14,文氏流量计（Venturi tube）,R,u0,NOTE: 压头损失减少到只有 读数的10%或更少.,15,转子流量计（flowrator）,Note：用于液体的转子流量计按规定是用20的水标定的；用于测量气体的转子流量计则是用20 、101.3kPa的空气标定的。当用于测量其他流体的流量时，要加以换算。,净压力差 = 转子重力 流体的浮力,16,转子流量计必须垂直安装在管路上，为便于检修，应设置如图1-38所示的支路。 转子流量计读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精度较高，对不同的流