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● 以机械能衡算方程为基础的测定方法，应用公式：

1.6 流速和流量测定. ● 流体的速度和流量测定是一个重要的测量参数； ● 测量用的方法和流量计的种类很多。. ● 以机械能衡算方程为基础的测定方法，应用公式：. 1.6.1 测速管（毕托管 Pitot ） (1) 结构 同心套管、压差计 。. A. B. R. 实际应用的毕托管示意图. (2) 测量原理 未放测速管时，截面各点均为静压能。 放入测速管后， 外管：开口平行于流向 p B —— 静压能； 内管：开口垂直于流向 p A —— 滞点压力。

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● 以机械能衡算方程为基础的测定方法，应用公式：

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  1. 1.6 流速和流量测定 ● 流体的速度和流量测定是一个重要的测量参数； ● 测量用的方法和流量计的种类很多。 ● 以机械能衡算方程为基础的测定方法，应用公式：

  2. 1.6.1 测速管（毕托管 Pitot ） • (1) 结构 • 同心套管、压差计 。 A B R 实际应用的毕托管示意图

  3. (2) 测量原理 • 未放测速管时，截面各点均为静压能。 • 放入测速管后， • 外管：开口平行于流向 pB——静压能； • 内管：开口垂直于流向 pA——滞点压力。 • 滞点压力(冲压能) =静压能+动能 A B R 毕托管构造原理示意图

  4. CP：校正系数，一般取0.98～1.00 (实测) 流量计标定：校正流量计的过程。 (3) 使用方法 1) 测量点速度 问题：如何测平均流速、流量、速度分布 平均流速：放于管中心处，测出 umax， 层流： 湍流：

  5. 2) 安装 a）管口截面：严格垂直于流体的流动方向； b）测量点选择： 在稳定流动段（直管段）， 且前后直管各50d , 至少 8-12d； c）毕托管直径： 外径不超过管径的1/50； d）测量气体时： 压力变化不超过15%； 要求气体流速 > 5 m/s； e）压差较小时： 可配合微差压差计使用。 3) 适用条件 大直径管路，流体含固体杂质时不宜采用。

  6. 4）毕托管的优点： ◇　结构简单； ◇　使用方便； ◇　流体的机械能损失很少。 5）毕托管的局限性： ◇　测速管较多地用于测量气体流场中某点的速度； ◇　测压孔易堵塞。

  7. 1 2 d1S1u1 0 d0S0u0 d2S2u2 0 2 1 R 孔板流量计 1.6.2 孔板流量计 (1) 结构及特点 1) 结构 孔板：测量元件； 缩脉：孔板后1/3～2/3 d处。

  8. 压差计两种取压方式： • 缩脉取压：孔板前1d孔板后0.5d处。 • 角接取压：孔板前后，并尽量靠近孔板。 • 工业上，常用角接取压。 • 2) 特点：节流式流量计 (恒截面，变压差) (2) 测量原理 在上图所示的1-1、2-2面间列机械能衡算方程： 若不考虑阻力损失，有：

  9. 或 考虑阻力损失，并以孔口流速u0代替缩脉处速度u2，则有： 又 式中： —流量系数或孔流系数

  10. 0.82 孔流系数C0 0.80 0.78 0.80 0.76 0.74 0.75 0.72 0.70 0.70 0.68 0.65 0.66 0.60 0.64 0.55 0.62 0.45 0.20 0.60 5 5 5 104 105 106 流量系数与Re之间的关系

  11. (3) 安装要求 • 1) 稳定段长度：上游15~40d，下游5d处； • 2) 不宜安装在要求阻力很小处(如泵入口)。 • (4) 主要优缺点 • 优点：结构简单，制造、使用方便，造价低； • 缺点：永久阻力损失大（实测压差的75%）。

  12. 1.6.3 文丘里流量计 (1) 结构及特点 1) 结构 喉管 2) 特点 • 节流式流量计 • (恒截面，变压差)

  13. (2) 测量原理 • 列1-1及2-2面间的机械能方程式：

  14. 1.0 200’’×100’’ 0.96 4’’×2’’ 0.92 0.88 0.84 0.80 103 2 5 104 2 5 105 2 5 106 2 5 107 文丘里流量计流量系数

  15. 问题：未知流速，如何求Cv ? 试差法 (3) 安装要求 稳定段长度：上游50d，下游10d。 (4) 主要优缺点 优点：永久阻力损失小(实测压差Δp1-3的10%)； 缺点：造价较高，本身尺寸较长。

  16. (5) 孔板流量计和文丘里流量计 1) 只能测平均流速，不能测速度分布； 2) 采用试差法求流量系数Cv 或 C0； 3) 可绘制校正曲线，直接查取压差-流量关系。 1.6.4转子流量计 (1)结构与特点 1）结构 锥形体（锥角约40）； 转子（密度大于流体密度）。 2) 特点： 变截面，恒压差。

  17. z2 2 z1 1 转子受力分析 (2) 测量原理 原理：转子在流体中受力平衡 对控制体(含转子的圆柱体)作力衡算： 列1-1及2-2间的机械能衡算方程：

  18. (3) 流量计的校正 1) 刻度标准(厂家)：液体 20℃、 水； 气体 20℃、101325 Pa的空气。 2) 条件变化时，校正方法： * 测不同种类流体时， a）校正密度 同一刻度下，

  19. b）实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方法） * 量程不符时， 改变转子ρf、Vf、Sf 3) 转子流量计的量程 4) 阻力损失

  20. (4) 安装 1)必须垂直安装（只能测垂直管中流量）； 2) 必须保证转子位于管中心； （转子上刻有斜槽） 3)各种流量计在管路中的安装； 为便于检修，各种流量计均应有旁路。 (5) 使用 1) 用于清洁或腐蚀性流体测量； 2) 玻璃管不耐高温、高压，易碎； 3) 开启时，应缓慢调节流量阀。

  21. b H α 三角形堰 (6)转子流量计的优缺点 1) 优点 阻力损失小，测量范围宽， 流量计前后不需稳定管段。 2) 缺点 不耐高压 (小于0.5 MPa)， 管道直径有限 (小于50mm)。 1.6.5 堰 • 结构 • 堰板---- 具有不同形状的缺口 (2) 用途：用于测定明渠中流体的流量。

  22. （3）流量 对长方形堰口： 式中：b — 堰顶宽度，m； H — 堰口高度，m 对三角形堰口：

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