流體力學實驗第三章

流體力學實驗第三章1第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月3.壓力的分類（1）流動狀態(tài)下的靜壓與總壓

靜壓：垂直作用于與其流動方向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所感受的壓力）

總壓：流體從其速度V等熵滯止至零時所具有的壓力（也稱為滯止壓力或駐點壓力，在沒有任何損失的情況下，流動滯止下來的壓力）

動壓＝總壓－靜壓靜止流體的壓力：靜水壓力2第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月(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,Gaugepressure）

正壓

負壓(真空度)3第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）靜態(tài)壓力和動態(tài)壓力

靜態(tài)壓力：不變壓力或隨時間變化緩慢到可以不考慮的壓力定常流動（常規(guī)測量，是實驗室經(jīng)常要進行的測量項目，在工業(yè)中也有廣泛應用）

動態(tài)壓力：隨時間快速變化的壓力（脈動壓力），也包括周期性變化的壓力非定常流動和湍流

4第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月4.壓力計的類型

液柱式壓力計：液柱高度差適用范圍：負壓、低壓或壓差如U形管壓力計、斜管壓力計、補償式壓力計

彈性式壓力計：彈性元件彈性變形的位移（0.04-0.1in）適用范圍：微壓、低壓和中高壓如彈簧管（Bourdontube）壓力計、膜式微壓計

活塞式壓力計：活塞上所加平衡砝碼的重量適用范圍：高精度壓力測量，壓力標準儀器，校驗其他壓力計

電氣式壓力計：電氣壓力傳感器的電信號適用范圍：動態(tài)壓力測量，遠距離測量5第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月彈性式壓力計簡介結構特點：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指針運動，指示壓力值。注意事項：①合理選擇量程；②環(huán)境溫度修正；③測量壓力時，指針不應有跳動和停滯現(xiàn)象；④定期進行校驗。6第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月0123456MPa1..5絕對誤差:如果測量時指針對4MPa相對誤差:如果測量時指針對0.6MPa相對誤差:測量時應該盡量選用量程合適的壓力表。7第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.2

液柱式壓力計1.U形管壓力計注意事項：（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

P1

HU形管壓力計8第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2.單管和多管壓力計（2）多管壓力計：多點壓力測量（靜態(tài)壓力）結構形式：多個U形單管壓力計并聯(lián)多個測壓管與一個大容器連通（1）單管壓力計：讀數(shù)誤差：±0.5mm單管和多管壓力計（多個U形管壓力計并聯(lián)）9第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月多個測壓管與一個大容器連通10第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月3.斜管微壓計１底盤２水準器３弧形支架４寬廣容器５零位調節(jié)旋鈕6傾斜測壓管７定位螺絲８多向閥門９傾角系數(shù)指示

斜管微壓計外形圖指示液：酒精讀數(shù)誤差：±(0.1~0.4)mm11第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月4.補償式微壓計補償式微壓計外形圖基本原理：由一個上下可移動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償靜止水室中液面的變化組成部分：（1）微調部分（2）水準觀測部分（3）反光鏡部分（4）外殼部分12第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月水準器補償式微壓計水匣（大容器）水室（小容器）膠皮管水準針尖長螺桿刻有200等分的微調盤，最小刻度0.01mm誤差：±0.01mm13第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.3

動態(tài)壓力測量技術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14第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力信號壓力傳感器電橋電壓信號放大模數(shù)轉換計算機處理和存儲2.電阻式壓力傳感器（1）電阻式壓力傳感器：將壓力信號轉換為傳感器元件電阻值的變化測量系統(tǒng)框圖15第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）工作原理應變式壓力傳感器：應變電阻效應（金屬材料）壓阻式壓力傳感器：壓變效應（半導體材料）16第16頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（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構17第17頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月3.多點動態(tài)壓力測量壓