壓力及流動測試技術

壓力及流動測試技術2024/3/26壓力及流動測試技術8.1概述一、壓力的定義流體或固體垂直作用在單位面積(S)上的力(F)稱為壓力(p)，也稱壓強。按壓力隨時間變化的特征，分為靜態(tài)壓力和動態(tài)壓力。壓力及流動測試技術各種壓力的定義、計算公式和相互關系壓力名稱符號定義計算公式絕對壓力pa相對于絕對壓力零線測得的壓力，或作用于物體上全部壓力。pa=pg+p0表壓力pg絕對壓力pa與當?shù)卮髿鈮毫0的差值，當pa>p0時，pg為正時，稱為正表壓；當pa<p0時，pg為負時，稱為真空度。pg=pa-p0真空pv習慣上，將負表壓稱為真空，理想的真空是絕對零壓力。pv=p0-pa差壓

p任意兩個壓力之間的差值。

p=p1-p2壓力及流動測試技術pa、pg、pv、p0之間的關系各種壓力關系圖壓力及流動測試技術壓力的單位是力和面積的導出單位，但各種單位制中力和面積的單位不同，因而壓力的單位也有多種。在SI中，壓力的單位是牛頓/米2(N/m2)，稱為帕斯卡或帕(Pa)，lPa

0.1mmH2O(毫米水柱)，在CGS制中，壓力的單位是達因/厘米2(dyn/cm2)，簡稱為巴(bar)，lbar=0.1MPa。壓力及流動測試技術二、壓力測量系統(tǒng)的分類（1）基于與重力相比較的壓力測量系統(tǒng)（2）利用彈性敏感元件的壓力位移特性的壓力測量系統(tǒng)（3）利用彈性敏感元件的應力、應變特性的壓力測量系統(tǒng)（4）利用彈性敏感元件的壓力集中力特性的壓力測量系統(tǒng)（5）利用彈性敏感元件的壓力頻率特性的壓力測量系統(tǒng)（6）利用某些物理特性的壓力測量系統(tǒng)壓力及流動測試技術8.2壓力測量裝置一、U形管測壓計絕對壓強

相對壓強

壓力及流動測試技術二、傾斜式微壓計在測量氣體的微小壓強和壓差時，為了提高精度，常采用傾斜式微壓計壓力及流動測試技術相對壓強

于是

壓力及流動測試技術三、常用測壓傳感器1.應變式壓力傳感器應變式測壓傳感器是基于彈性變形的原理，將被測壓力作用在傳感器的彈性元件上，使彈性元件產(chǎn)生彈性變形，并用彈性變形的大小來度量壓力的大小。由于去載時彈性變形可恢復，所以應變式測壓傳感器不僅能測量壓力的上升段，也能測量壓力的下降段。能反映出壓力變化的全過程。壓力及流動測試技術筒式應變測壓傳感器示意圖（1）筒式應變測壓傳感器壓力及流動測試技術(2)平膜片式壓力傳感器壓力及流動測試技術(3)活塞式應變測壓傳感器壓力及流動測試技術2.壓電式壓力傳感器專門用于動態(tài)壓力測量的一種性能較好的壓力傳感器。常用的壓電晶體有石英晶體、鋯鈦酸鉛和鈦酸鋇。壓力及流動測試技術壓力及流動測試技術3.壓阻式壓力傳感器

壓力及流動測試技術

彈性元件在彈性限度內受壓后會產(chǎn)生變形，變形大小與被測壓力成正比關系。壓力及流動測試技術（1）彈簧管壓力表結構簡單，使用方便，價格低廉，使用范圍廣，測量范圍寬可測負壓、微壓、低壓、中壓和高壓精度有0.5、1.0、1.5、2.5等壓力及流動測試技術四、動力測壓法測量流速在靜止氣體中，由于不存在切向力，故這個力與所取面積的方向無關，稱為靜壓力。對于運動流體而言，靜壓可用垂直于流體運動方向單位面積上的作用力來衡量?？倝毫κ侵噶黧w在某點速度等熵滯止到零時所達到的壓力。壓力及流動測試技術臨界點滯止壓力是指在沒有外力的作用下，流體速度可逆和絕熱地減速到零時所產(chǎn)生的壓力，此時，流體的全部動能全部絕熱地轉變成壓力能?？倝号c靜壓之差稱為動壓壓力及流動測試技術應用動力測壓法測量流速的壓力感受元件為測壓管伯努利方程式壓力及流動測試技術不可壓縮流體壓力及流動測試技術可壓縮氣體壓力及流動測試技術測壓管的使用上限不超過相當于馬赫數(shù)為0.25時的流速測壓管的使用下限為被測量的流速在全壓孔直徑上的雷諾數(shù)需超過200壓力及流動測試技術測壓差的方法（1）利用總壓管、靜壓管，分別測量流體的總壓和靜壓，以確定流體速度。（2）利用專門設計的復合測壓管，同時測量流體的總壓和靜壓（或兩者之差），以確定流體速度。由測壓管、連接管和顯示或記錄儀表三部分組成的測壓系統(tǒng)，就可以測量流體的流速。壓力及流動測試技術1.流體總壓、靜壓的測量(1)流體總壓測量與測壓管測量流體總壓的總壓管在使用時，其感壓孔軸線應對準來流方向。希望總壓管對流動方向越不敏感越好壓力及流動測試技術L形總壓管制造容易，使用安裝方便。它對流動偏斜角的靈敏性取決于壓力孔直徑與管子外徑之比以及總壓管頭部的形狀壓力及流動測試技術圓柱形總壓管可以制作得很小，慣性不大，工藝性好，制造容易，使用方便。壓力及流動測試技術套管式總壓管在馬赫數(shù)變化較大范圍內，它對流動偏斜角的不靈敏度達到±(40～50)壓力及流動測試技術（2）流體的靜壓測量與測壓管測量被繞流體表面上某點的壓力或流道壁面上流體的壓力這時可利用在通道壁面或繞流物體表面開靜壓孔的方法進行測量。壓力及流動測試技術確定流場中某點的壓力，也就是運動流體的壓力。這時可以利用尺寸較小具有一定形狀的測壓管插入流體中，進行流體壓力測量。L形靜壓管、盤形靜壓管、套管形靜壓管需要測量平直流道內的流體靜壓時可采用在流道壁面開靜壓孔的方法來測量。壓力及流動測試技術壁面靜壓測量壓力及流動測試技術2.畢托管分別采用總壓管和靜壓管測得流體的總壓和靜壓，然后利用公式計算得到流體速度。缺點：不能同時測得某一點的流體的總壓和靜壓。可同時測得流體總壓和靜壓之差的復合測壓管稱為畢托管（動壓管、速度探針）壓力及流動測試技術畢托管是測量流體速度的主要工具之一，廣泛用于流體的測速。在測量時，只要把皮托管對準流體流動的方向，使內管頂端（滯止點）能感受全壓力pt，而具有靜壓孔的外管感受靜壓力ps。壓力及流動測試技術特點：結構簡單，使用、制造方便，價格便宜，堅固可靠，精度高。畢托管測量的是空間某點處的平均速度，它的頭部尺寸決定了它的空間分辨率根據(jù)所測量的流體性質，將畢托管設計成不同的形狀，常用的有L形和T形。壓力及流動測試技術（1）L形畢托管壓力及流動測試技術（二）畢托管的結構壓力及流動測試技術壓力及流動測試技術畢托管由總壓管0和靜壓管1組成。設水流某點的速度為u。當水從上游流向管口0的時候，流體作減速運動，流至0處速度為零，此處壓強為p0（稱為總壓）。然后水流繞過畢托管繼續(xù)向下游運動，水流速度逐漸增加，當水流到達管口1的時候，速度值恢復至u，此處壓強為p（稱為靜壓）。壓力及流動測試技術壓力及流動測試技術（2）T形畢托管壓力及流動測試技術3.流動方向的測量與復合測壓管能同時測出流體的總壓及流速的大小和方向的測壓管稱為復合測壓管在平面流場的測量中，常用二元復合測壓管測量流體的總壓、靜壓及流速的大小和方向。圓柱形、管束形和楔形壓力及流動測試技術測量流體總壓測量流動方向壓力及流動測試技術測量空間流動速度的大小和方向及流體的壓力，常用球形五孔三元測壓管、管束形五孔三元測壓管和楔形五孔三元測壓管。壓力及流動測試技術壓力及流動測試技術壓力檢測儀表的選擇與校驗一、壓力檢測儀表的選擇1.儀表量程的選擇被測壓力較穩(wěn)定：最大工作壓力不應超過儀表滿量程的3/4被測壓力波動較大或測脈動壓力：最大工作壓力不應超過儀表滿量程的2/3為保證測量準確度：最小工作壓力不應低于滿量程的1/3優(yōu)先滿足最大工作壓力條件壓力及流動測試技術2.儀表精度的選擇

壓力檢測儀表的精度主要根據(jù)生產(chǎn)允許的最大誤差來確定，即要求實際被測壓力允許的最大絕對誤差應小于儀表的基本誤差。壓力及流動測試技術3.儀表類型的選擇從被測介質壓力大小來考慮被測介質的性質對儀表輸出信號的要求使用的環(huán)境壓力及流動測試技術二、壓力儀表的校驗校驗就是將被校驗壓力表和標準壓力表通以相同壓力，比較它們的指示數(shù)值，如果被校表對于標準表的讀數(shù)誤差，不大于被校表規(guī)定的最大準許絕對誤差時，則認為被校表合格。常用的校驗儀器是活塞式壓力計，它由壓力發(fā)生部分和測量部分組成，它的精度等級有0.02、0.05和0.2級，可用來校準0.25級精密壓力表，也可校準各種工業(yè)用壓力表，被校壓力的最高值為60MPa。壓力及流動測試技術壓力發(fā)生部分測量部分壓力及流動測試技術三、壓力表的安裝1.取壓口的選擇在管道或煙道上取壓測量流動介質的壓力測量液體介質的管道上取壓壓力及流動測試技術9流量的測量杜偉壓力及流動測試技術9.1概述一、概念流體的流量是指單位時間內通過某一截面的流體體積或質量，分別稱之為體積流量Qv（m3s-1）和質量流量Qm(kgs-1)壓力及流動測試技術二、流體的基本知識（1）流體的主要物理性質①重度②密度

③粘度

運動粘度其單位為m2

s-1

壓力及流動測試技術9.2常用流量計一般工程或實驗用液體流量計的基本原理都是通過某種中間轉換元件或機構，將管道中流動的液體流量轉換成