流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第三章

1、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第三章第1頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四1 3. 壓力的分類（1）流動(dòng)狀態(tài)下的靜壓與總壓 靜壓：垂直作用于與其流動(dòng)方向V相平行的單位表面積上的作用力（也即不引起流線變形或者與流體以同樣速度移動(dòng)所感受的壓力） 總壓：流體從其速度V等熵滯止至零時(shí)所具有的壓力（也稱為滯止壓力或駐點(diǎn)壓力，在沒有任何損失的情況下，流動(dòng)滯止下來的壓力） 動(dòng)壓總壓靜壓 靜止流體的壓力：靜水壓力第2頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四2(2) 絕對壓力和大氣壓差絕對壓力：相對于真空（壓力為零）流體的壓力大氣壓差：絕對壓力與大氣壓力之間的差值（表壓, Gauge p

2、ressure） 正壓 負(fù)壓(真空度)第3頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四3（3） 靜態(tài)壓力和動(dòng)態(tài)壓力 靜態(tài)壓力：不變壓力或隨時(shí)間變化緩慢到可以不考慮的壓力 定常流動(dòng)（常規(guī)測量，是實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常要進(jìn)行的測量項(xiàng)目，在工業(yè)中也有廣泛應(yīng)用） 動(dòng)態(tài)壓力：隨時(shí)間快速變化的壓力（脈動(dòng)壓力），也包括周期性變化的壓力 非定常流動(dòng)和湍流 第4頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四44. 壓力計(jì)的類型 液柱式壓力計(jì)：液柱高度差 適用范圍：負(fù)壓、低壓或壓差 如U形管壓力計(jì)、斜管壓力計(jì)、補(bǔ)償式壓力計(jì) 彈性式壓力計(jì)：彈性元件彈性變形的位移（） 適用范圍：微壓、低壓和中高壓 如彈

3、簧管（Bourdon tube）壓力計(jì)、膜式微壓計(jì) 活塞式壓力計(jì)：活塞上所加平衡砝碼的重量 適用范圍：高精度壓力測量，壓力標(biāo)準(zhǔn)儀器，校驗(yàn)其他壓力計(jì) 電氣式壓力計(jì)：電氣壓力傳感器的電信號 適用范圍：動(dòng)態(tài)壓力測量，遠(yuǎn)距離測量第5頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四5 彈性式壓力計(jì)簡介 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：利用彈簧管、波紋管和膜片等元件的彈性力來測量壓力，通過變形產(chǎn)生的彈性位移來帶動(dòng)指針運(yùn)動(dòng)，指示壓力值。 注意事項(xiàng)： 合理選擇量程； 環(huán)境溫度修正； 測量壓力時(shí)，指針不應(yīng)有跳動(dòng)和停滯現(xiàn)象； 定期進(jìn)行校驗(yàn)。第6頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四60123456MPa1

4、.5絕對誤差:如果測量時(shí)指針對4MPa相對誤差:如果測量時(shí)指針對0.6MPa相對誤差:測量時(shí)應(yīng)該盡量選用量程合適的壓力表。第7頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四73.2 液柱式壓力計(jì)1. U形管壓力計(jì) 注意事項(xiàng)：（1）讀數(shù)：主要的測量誤差,1mm；（2）指示液選擇：水，酒精，水銀；（3）量程選擇。P2 P1HU形管壓力計(jì)第8頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四82. 單管和多管壓力計(jì)（2）多管壓力計(jì)：多點(diǎn)壓力測量（靜態(tài)壓力） 結(jié)構(gòu)形式： 多個(gè)U形單管壓力計(jì)并聯(lián) 多個(gè)測壓管與一個(gè)大容器連通（1）單管壓力計(jì)： 讀數(shù)誤差：0.5mm單管和多管壓力計(jì)（多個(gè)

5、U形管壓力計(jì)并聯(lián)）第9頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四9多個(gè)測壓管與一個(gè)大容器連通第10頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四103. 斜管微壓計(jì)底盤 水準(zhǔn)器 弧形支架 寬廣容器 零位調(diào)節(jié)旋鈕 6傾斜測壓管定位螺絲 多向閥門 傾角系數(shù)指示 斜管微壓計(jì)外形圖指示液：酒精讀數(shù)誤差：(0.10.4)mm第11頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四114. 補(bǔ)償式微壓計(jì)補(bǔ)償式微壓計(jì)外形圖基本原理：由一個(gè)上下可移動(dòng)的水匣和靜止的水室組成的連通器，在測壓過程中通過水匣的升降來補(bǔ)償靜止水室中液面的變化組成部分：（1）微調(diào)部分（2）水準(zhǔn)觀測部分

6、（3）反光鏡部分（4）外殼部分第12頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四12水準(zhǔn)器補(bǔ)償式微壓計(jì)水匣（大容器）水室（小容器）膠皮管水準(zhǔn)針尖長螺桿刻有200等分的微調(diào)盤，最小刻度0.01mm 誤差：0.01mm第13頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四133.3 動(dòng)態(tài)壓力測量技術(shù)1. 壓力傳感器的一般概念 傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置 壓力傳感器：壓力信號電信號 壓力傳感器的種類：按工作原理來分 電感式 電容式 電阻式 壓電式 光纖式第14頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四14壓力信號壓力傳感器電橋電壓信號放大模數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)處理和存儲(chǔ)2. 電阻式壓力傳感器（1）電阻式壓力傳感器：將壓力信號轉(zhuǎn)換為傳感器元件電阻值的變化測量系統(tǒng)框圖第15頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四15（2）工作原理應(yīng)變式壓力傳感器：應(yīng)變電阻效應(yīng)（金屬材料）壓阻式壓力傳感器：壓變效應(yīng)（半導(dǎo)體材料）第16頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四16（3）壓阻式壓力傳感器簡介電橋線路壓阻式壓力傳感器典型結(jié)構(gòu)第17頁，共18頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)56分，星期四173. 多點(diǎn)動(dòng)態(tài)壓力測量壓力掃描閥：對多點(diǎn)壓力進(jìn)行