边界层压力计及压差计流速及流量测量.pptx

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1、2023/2/24l边界层边界层l压力计与压差计的测量压力计与压差计的测量l流速与流量的测量流速与流量的测量第1页/共21页2023/2/24边界层边界层：紧贴壁面非常薄的一区域，流体速度的：紧贴壁面非常薄的一区域，流体速度的变化主要发生在这里变化主要发生在这里。概念：概念：主体区（外流区）：主体区（外流区）：边界层以外的流动区域。边界层以外的流动区域。黏度应力：两相邻流体层之间单位面积上的内 摩擦力（实际上是表面力中的切应力，又称剪应力，用yx表示。黏度：速度梯度为1时，单位受力面积上流体层 之间内摩擦力的大小。一：边界层一：边界层第2页/共21页2023/2/24 流体流经固体壁前缘时，边

2、界层的流动一般为层流，称为层流边界层。随着流动距离的增大，随着流动距离的增大，Re=/数值变大，会数值变大，会有一段过渡到湍流，称为过渡区边界层。有一段过渡到湍流，称为过渡区边界层。边界层内流动将会出现不稳定状态，并逐渐过渡到湍流，此后的边界层称为湍流边界层。第3页/共21页2023/2/24Le充分发展的流动边界层管内充分发展：层流时：Le/d0.05Re （Re=ud/)湍流时：le4050d 进口段长度（进口段长度（Le）：流动达到充分发展所需的管长）：流动达到充分发展所需的管长 P70第4页/共21页2023/2/24l边界层边界层l压力计与压差计的测量压力计与压差计的测量l流速与流量

3、的测量流速与流量的测量第5页/共21页2023/2/24二：静力学二：静力学 基本方程的应用基本方程的应用 ：压力计与压差计的测量压力计与压差计的测量1.1.压力计：压力计：第6页/共21页2023/2/24第7页/共21页2023/2/24（1）U形压差计形压差计 设指示液的密度为设指示液的密度为 ，被测流体的密度为被测流体的密度为 。A与与A 面面 为等压面，即为等压面，即而而p1p2mRAA2.2.压差计：压差计：第8页/共21页2023/2/24所以所以整理得整理得若被测流体是气体，若被测流体是气体，则有，则有第9页/共21页2023/2/24 密度接近但不互溶的两种指示 液A和C ；

4、（2）双液体双液体U管压差计管压差计 扩大室内径与扩大室内径与U管内径之比应管内径之比应 大于大于10。适用于压差较小的场合。适用于压差较小的场合。第10页/共21页2023/2/24（3）倒倒U形压差计形压差计 指指示示剂剂密密度度小小于于被被测测流流体体密密度度，如如空气作为指示剂。空气作为指示剂。（5）复式压差计复式压差计（4）倾斜式倾斜式压差计压差计 适用于压差较小的情况。适用于压差较小的情况。适用于压差较大的情况。适用于压差较大的情况。第11页/共21页2023/2/24l边界层边界层l压力计与压差计的测量压力计与压差计的测量l流速与流量的测量流速与流量的测量第12页/共21页202

5、3/2/24三：流速与流量的测量测速管（皮托管）孔板流量计文丘里流量计转子流量计2.2.质量流速：单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。质量流速：单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。1.1.流速：单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。流速：单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。kg/（m2s）m/s（平均流速）：流量与流速的关系：流量与流速的关系：第13页/共21页2023/2/24一、一、测速管测速管 测速管又称皮托（Pitot）管 测量原理：流体以流速u流向测速管，在内管口A处降为0。内管处测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和，称为冲压头（能）。u第14页/共

6、21页2023/2/24内外管之压强差为：若使用U形管压差计，所测流体的密度为，U型管压差计内充有密度为0 的指示液，读数为R。第15页/共21页2023/2/24 将U形压差计公式代入式中，得：根据u0即可计算流体的体积流量体积流量：质量流量：质量流量：流量的计算流量的计算：第16页/共21页2023/2/24文丘里流量计的流量计算 由于文丘里流量计的测量原理与孔板流量计相同，其流量计算公式也与孔板流量计相似流量计算公式也与孔板流量计相似，即：三、文丘里（Venturi）流量计 第17页/共21页2023/2/241、转子流量计的结构（1）上粗下细的锥形玻璃管（锥角约在4左右）；（2）管内一个密度大于被测流体的固体转子（或称浮子浮子）；（3）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。四、四、转子流量计转子流量计第18页/共21页2023/2/24转子流量计的流量方程转子流量计的流量方程 ：转子流量计流动示意图 u00101转子共受到三个力：重力重力（向下）、压力压力（向上）、浮浮 力力（向上）。当转子静止不动时，三个力平衡，即：由此可推得转子流量计的体积流由此可推得转子流量计的体积流量为：量为：AR转子上端面处环隙面积CR转子流量系数第19页/共21页2023/2/24第20页/共21页2023/2/24谢谢您的观看！第21页/共21页