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流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)7流體測(cè)量(存儲(chǔ)版)

  

【正文】 ε增大,并且后者比前者變化更顯著,直到收縮系數(shù) ε接近 ,隨雷諾數(shù)進(jìn)一步降低, K因收縮系數(shù) ε降低而變小。 流量測(cè)量 33 這是最普通的測(cè)量技術(shù),包括孔板、文丘里管和音速?lài)娮?。但是它也?huì)產(chǎn)生壓力誤差,以及需裝有移動(dòng)部件。流體流過(guò)傳感器時(shí),先經(jīng)過(guò)前導(dǎo)流件,再推動(dòng)鐵磁材料制成的渦輪旋轉(zhuǎn)。電磁流量計(jì)有傳感器、轉(zhuǎn)換器和顯示儀表組成,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律工作。 當(dāng)流體靜止時(shí),聲速為 c。它是無(wú)阻礙流量計(jì),如果超聲變送器安裝在管道外側(cè),就無(wú)須插入。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件,維護(hù)量小,儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定,因此可靠性高 ,可在 20℃ ~ +250℃ 的工作溫度范圍內(nèi)工作。儀表殼體內(nèi)的兩個(gè)葉輪分別裝在兩短軸上,中間有一隔離盤(pán),在兩葉輪的輪緣上有若干直葉片作為流體的通道。但要對(duì)管道壁進(jìn)行定期的維護(hù),防止腐蝕。 新型流量計(jì) 測(cè)量流量的其他方法 47 【 本章小結(jié) 】 本章對(duì)靜壓測(cè)量、流速測(cè)量、流量測(cè)量所采用測(cè)量方法和儀器進(jìn)行了詳細(xì)介紹和分析,要求熟練掌握皮托管、文丘里管、噴嘴流量計(jì)和孔板流量計(jì)的測(cè)量原理和方法,了解諸如水流計(jì)、風(fēng)速儀、激光多普勒測(cè)速儀 (LDV)、磁流速儀和聲流速儀等的適用范圍和測(cè)量原理??评飱W利流量計(jì)可用于液體、漿體、氣體或蒸汽的質(zhì)量流量的測(cè)量。因此在一些情況下,就需要使用質(zhì)量流量計(jì)。渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量 ,如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。這種方法稱(chēng)為頻率差法。 電磁流量計(jì) 測(cè)量流量的其他方法 39 超聲(波)流量計(jì)是一種利用超聲波脈沖來(lái)測(cè)量流體流量的速度式流量?jī)x表,它從 80年代開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和計(jì)量領(lǐng)域,并在 90年代得到迅速發(fā)展。和 PD流量計(jì)一樣,渦輪流量計(jì)也會(huì)產(chǎn)生壓力誤差,也需要轉(zhuǎn)動(dòng)部件。 變面積流量計(jì) 圖 轉(zhuǎn)(?。┳恿髁坑?jì) 測(cè)量流量的其他方法 36 由傳感器和顯示儀表組成。葉輪、齒輪、活塞或孔板等用以分流流體。 孔板流量計(jì)的突出優(yōu)點(diǎn)是在管道上安裝便利,費(fèi)用最低,其主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生的阻力損失比文丘里管和噴嘴更大。那么,通過(guò)孔板流量計(jì)的流量可以表示為: 孔板流量計(jì) hgKAQ ?? 20圖 孔板流量計(jì) 流量測(cè)量 30 式中, A0是孔口面積,標(biāo)準(zhǔn)的 孔板流量計(jì)的流動(dòng)系數(shù) K表示 在圖 。 流量測(cè)量 26 【 例題 】 如圖 ,求 20℃ 水流過(guò) Venturi管時(shí)的流量, d1=800mm, d2=400mm,測(cè)壓管高度差△ h=150mmHg。最佳的收縮角和擴(kuò)散角表示在 圖 ,若角度稍微增加,可以縮短長(zhǎng)度和降低成本。 差壓流量計(jì)是應(yīng)用非常廣泛的一類(lèi)流量測(cè)量?jī)x表,約占流量測(cè)量?jī)x表總數(shù)的 70%。小的磁流速儀能夠測(cè)量流動(dòng)流體中的局部流速,但是在邊界附近精度有所降低。用于水流速度的測(cè)量稱(chēng)為水流計(jì),用于空氣流速的測(cè)量則稱(chēng)為風(fēng)速儀。 激光多普勒測(cè)速儀( LDV) 測(cè)量速度的其他方法 15 PIV是粒子圖像測(cè)速儀的簡(jiǎn)稱(chēng),它是九十年代后期成熟起來(lái)的流動(dòng)顯示技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)測(cè)量熱線(xiàn)兩端的電壓,即可確定流速。流體在探頭端點(diǎn)分叉后沿管向下流去,所以沿管壁 AB是一條流線(xiàn),由于管子很細(xì), B點(diǎn)處的速度、壓強(qiáng)已基本恢復(fù)到與來(lái)流速度和壓強(qiáng)相等的數(shù)值。流動(dòng)流體中,靜止物體最前緣點(diǎn)速度為 0,稱(chēng)為駐點(diǎn)或前駐點(diǎn),駐點(diǎn)處的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換為壓力能,駐點(diǎn)處壓強(qiáng)稱(chēng)為總壓 P0,由伯努利能量方程可得: 式中 p、 u 物體前未受擾動(dòng)的來(lái)流的靜壓和速度。采用直徑盡可能小的靜壓管可以使誤差減小到最小。測(cè)壓管在管道內(nèi)的開(kāi)口應(yīng)該是垂直于管道軸線(xiàn)并保證表面光滑如 圖 a管所示。 理解: 測(cè)量速度和測(cè)量流量的其它方法和儀器。 熟練掌握: 皮托管、文丘里管、噴嘴流量計(jì)和孔板流量計(jì)的測(cè)量原理和方法。在直管道內(nèi),靜壓一般用測(cè)壓管和壓力表或 U型管測(cè)壓計(jì)測(cè)量。事實(shí)上,通過(guò)測(cè)壓管孔的平均速度比未受擾動(dòng)流場(chǎng)的速度略高,因此,測(cè)孔處的壓力一般比未受擾動(dòng)的流體壓力低一些。 的開(kāi)口細(xì)管,如圖 。流體的速度接近探頭時(shí)逐漸減低,流至探頭端點(diǎn)處速度為零,即端點(diǎn)為駐點(diǎn),該點(diǎn)壓強(qiáng)為駐點(diǎn)壓強(qiáng)。當(dāng)流體沿垂直方向流過(guò)金屬絲時(shí),將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。 由于是激光測(cè)量,對(duì)流場(chǎng)沒(méi)有干擾,測(cè)速范圍寬,而且由于多普勒頻率與速度是線(xiàn)性關(guān)系,和該點(diǎn)的溫度、壓力沒(méi)有關(guān)系,是目前世界上速度測(cè)量精度最高的儀器。 粒子圖像測(cè)速儀( PIV) 測(cè)量速度的其他方法 16 這兩種儀器都基于相同的原理,認(rèn)為流速是與流動(dòng)平行或垂直的水杯或葉片的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)。磁流速儀用于測(cè)量液體流速,液體作為導(dǎo)體,在通過(guò)磁場(chǎng)流動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生電壓,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男U?,可以測(cè)量管內(nèi)平均流速。表 。小比率可以提高壓力表讀數(shù)精度,但也伴隨更大的摩擦損失并可能在喉部產(chǎn)生不希望的低壓,在某些情況下會(huì)導(dǎo)致液體內(nèi)
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