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第一节概述
第二节流量与流体基础知识
第三节流量测量方法及仪表
第一节概述
一、流量测量的应用
工业生产过程:作为自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表
能源计量:水、天然气、蒸气、油品
环境保护工程:烟气、废液、污水排放的检测
交通运输:管道输送的物料的检测
生物技术:血液、药液、营养液
海洋气象、江河湖泊监测
第一节概述
二、流量的概念
流体在单位时间内流经管道某截面的体积或质量,前者称体积流量(m3/s),后者称质量流量(kg/s)。
在截面上速度v均匀
体积流量:
流体总量:
流量的概念
质量流量:
流体总量:
第二节流量与流体基础知识
一、流体的密度
单位体积的流体所具有的质量称为流体密度,用数学表达式表示为:
M流体质量;V流体体积;ρ流体的密度。
流体密度是温度和压力的函数。
单位是千克/米3(kg/m3)。
第二节流量与流体基础知识
二、粘性和粘度
液体在流动时,在其分子间产生内摩察的性质,成为液体的粘性。
衡量流体粘性大小的物理量称为粘度。
表征流体粘度的有动力粘度、运动粘度等。
第二节流量与流体基础知识
流体运动过程中接触流体层间的内摩察力(粘滞力)与流体的速度梯度和接触面积成正比,并与流体粘性有关:
上式称为牛顿粘性定律。
F 粘滞力;
A 接触面积;
流体垂直于速度方向的速度梯度;
动力粘度,牛顿·秒/米2=Pa·s。
流体的动力粘度与流体密度的比值称为运动粘度
运动粘度v的单位为米2/秒(m2/s)
第二节流量与流体基础知识
雷诺数是流体流动的惯性力与粘滞力之比:
—流动横截面的平均流速,(m/s);
—动力粘度,(N·S/m2);
—运动粘度,(m2/S)。
—流体的密度,(kg/m3);
—特征长度,(m);
—雷诺数(无量纲数);
第二节流量与流体基础知识
三、管流类型
管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相流;两种以上不同相流体同时在管道中流动称为多相流。
流体可分为可压缩流体和不可压缩流体,所以流体的流动也可分为可压缩流体流动和不可压缩流体流动两种。
当流体流动时,若其各处的速度和压力仅和流体质点所处位置有关,而与时间无关,则流体的这种流动称为稳定流;
若其各处的速度和压力不仅和流体质点所处的位置有关,而且与时间有关,则流体的这种流动称为不稳定流。
第二节流量与流体基础知识
层流中流体沿轴向作分层平行流动,各流层质点没有垂直于主流方向的横向运动,互不混杂,有规则的流线。
紊流状态管内流体不仅有轴向运动,而且还有剧烈的无规则的横向运动。
在层流流动状态下,流速分布是以管轴为中心线的轴对称抛物线分布。
在紊流流动状态下,管内流速同样是以管中心线轴对称的分布,但是其分布呈指数曲线形式。
圆管内的流体速度分布
Re<2320时为层流,Re>2320时为紊流