化工原理上冊天津大學柴誠敬13－14學時課件

第一章流體流動1.8流量的測量1.8.1測速管1.8.2孔板流量計 1孔板流量計孔板流量計(orificeflowmeter)是利用孔板對流體的節(jié)流作用，使流體的流速增大，壓力減小，以產(chǎn)生的壓力差作為測量的依據(jù)。動畫032圖1-29孔板流量計孔板流量計孔板縮脈3引入校正系數(shù):C1，校正因忽略能量損失帶來的偏差。應(yīng)用不可壓縮流體的連續(xù)性方程孔板小孔截面積管道截面積孔板流量計5角接取壓法：通常的做法是將上、下游兩個測壓口裝在緊靠著孔板前后的位置上?？装辶髁坑?引入校正系數(shù):C2，校正上、下游測壓口的位置影響。整理式1-110可得(1-111)孔板流量計7C0稱為流量系數(shù)或孔流系數(shù)，其值與Re、面積比A0/A1以及取壓法有關(guān)，需由實驗測定?？装辶髁坑嬞|(zhì)量流率(1-114)9圖1-30流量系數(shù)與Re的關(guān)系

10孔板流量計制造簡單，安裝與更換方便，其主要缺點是流體的能量損失大，A0/A1越小，能量損失越大?？装辶髁坑嫷挠谰媚芰繐p失，可按下式估算(1-117)孔板流量計11

第一章流體流動1.8流量的測量1.8.1測速管1.8.2孔板流量計1.8.3

文丘里流量計

13文丘里流量計為減少流體節(jié)流造成的能量損失，可用一段漸縮漸擴的短管代替孔板，這就構(gòu)成了文丘里（venturiflowmeter）流量計。當流體在漸縮漸擴段內(nèi)流動時，流速變化平緩，渦流較少，于喉頸處（即最小流通截面處）流體的動能達最高。此后，在漸擴的過程中，流體的速度又平緩降低，相應(yīng)的流體壓力逐漸恢復。如此過程避免了渦流的形成，從而大大降低了能量的損失。14圖1-31文丘里流量計文丘里流量計15通常文丘里流量計上游的測壓點距管徑開始收縮處的距離至少應(yīng)為管徑的1/2長度，而下游測壓口設(shè)在喉頸處。文丘里流量計的優(yōu)點是能量損失小，但不如孔板那樣容易更換以適用于各種不同的流率測量；文丘里管的喉頸是固定的，致使其測量的流率范圍受到實際的限制。文丘里流量計17

第一章流體流動1.8流量的測量1.8.1測速管1.8.2孔板流量計1.8.3文丘里流量計1.8.4

轉(zhuǎn)子流量計

18轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計(rotaryflowmeter)流量計稱為變截面流量計，即壓力差幾乎保持不變，而收縮的截面積隨流量變化。動畫0519對于特定的轉(zhuǎn)子流量計，當待測流體給定后，流量的大小僅僅取決于轉(zhuǎn)子與玻璃管之間的環(huán)隙面積。此時，流體流經(jīng)該環(huán)隙截面時，其流量與壓力差的關(guān)系相當于流體流經(jīng)孔板流量計孔口的情況(1-121)轉(zhuǎn)子流量計21轉(zhuǎn)子流量計由專門廠家生產(chǎn)。通常廠家選用水或空氣分別作為標定流量計的介質(zhì)。因此，當測量其它流體時，需要對原有的刻度加以校正。轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)點是能量損失小，測量范圍寬。但耐溫、耐壓性差。轉(zhuǎn)子流量計22

第一章流體流動1.9非牛頓型流體的流動1.9.1非牛頓型流體的流動特性23根據(jù)剪應(yīng)力與速度梯度（亦稱剪切速率）關(guān)系的不同，可將非牛頓型流體區(qū)分為若干類型。非牛頓型流體的流動特性25圖1-33流體的流變圖a牛頓型流體；b假塑性流體；c脹塑性流體；d賓漢塑性流體非牛頓型流體的流動特性26三、賓漢塑性流體(Binghamplasticfluid)

(1-125)某些液體，如潤滑脂、牙膏、紙漿、污泥、泥漿等屬于賓漢塑性流體。29

第一章流體流動1.9非牛頓流體的流動1.9.1非牛頓型流體的流動特性1.9.2冪律流體在管內(nèi)流動的阻力30一、管內(nèi)層流對于冪律流體在管內(nèi)的流動代入剪應(yīng)力沿管徑方向的分布式：積分并整理，可得31管中心最大流速：管內(nèi)速度分布：管截面平均流速:一、管內(nèi)層流32非牛頓流體的廣義雷諾數(shù)摩擦系數(shù)摩擦阻力時流動為層流一、管內(nèi)層流33二、管內(nèi)湍流通過實驗關(guān)聯(lián)，冪律流體在光滑管中作湍流流動時的摩擦系數(shù)的經(jīng)驗方程為34練習題目思考題作業(yè)題:23、24、251.各種流量計的測量原理。2.那些屬于變截面流量計，那些屬于變壓差流量計？3.非牛頓性流體的分類及特性。35流體靜力學方程及其應(yīng)用連續(xù)性方程、機械能衡算方程及其應(yīng)用管路系統(tǒng)阻力的計算方法

學習指導本章重點掌握的內(nèi)容動量傳遞原理渦流動量傳遞原理流體與壁面之間的對流動量傳遞原理邊界層與邊界層分離