1、2022-8-61概述Z气体、液体统称为流体。流体是由大量的彼此间有一定间隙的单个分子所组成。不同的考察方法对流体流动情况的理解也就不同。在物理化学中，气体分子运动论是考察单个分子的微观运动，分子的运动是随机的、不规则的混乱运动，在某一方向上有时有分子通过，有时没有。因此这种考察方法认为流体是不连续的介质，所需处理的运动是一种随机的运动。Z流体流动是最普遍的化工单元操作之一；研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础，化工中的许多过程都与流体流动的内部细节有关，如流动阻力，流体传热、传质等。Z理想流体是指不具有粘度，流动时不会产生摩擦阻力的流体 2022-8-622022-8-63连续
2、性假设（不讲）Z在化工中是考察液体质点的宏观运动，流体质点是由大量分子组成的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由路程却要大的多。Z假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有间隙的流体质点或微团所组成的连续介质。流体的物性及运动参数在空间作连续分布，从而可以使用连续函数的数学工具加以描述。Z在绝大多数情况下流体的连续性假设是成立的，只是高真空稀薄气体的情况下连续性假定不成立。2022-8-64流体的特征（不讲）Z具有流动性；Z无固定形状，随容器形状而变化；Z受外力作用时内部产生相对运动。不可压缩流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液体；可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化，如气体。2
3、022-8-652022-8-66密度Z定义：单位体积流体的质量，称为流体的密度。Vm33:/:mVkgmmkg流体的体积，流体的质量，流体的密度，2022-8-67单组分密度Z液体密度仅随温度变化（极高压力除外），其变化关系可从手册中查得。Z气体当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算：),(TpfRTpMVm/注意：手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度下之值，若条件不同，则密度需进行换算2022-8-68混合物的密度Z混合气体:各组分在混合前后质量不变，则有 niiinnmyyyy12211)()(12211iniinnmyMyMyMyMMRTpMmm2022-8-69Z混
4、合液体：假设各组分在混合前后体积不变，则有niiinnmwwww122111的质量分数混合液中组分、iwwwi:21混合液体2022-8-610比容Z单位质量流体具有的体积，是密度的倒数。单位为m3/kg1mVv2022-8-611流体的压力Z流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，习惯上又称为压力。Z压力的特性流体压力与作用面垂直，并指向该作用面任意界面两侧所受压力，大小相等、方向相反作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同2022-8-612Z压力的单位SI制：N/m2或Pa；或以流体柱高度表示：注意：用液柱高度表示压力时，必须指明流体的种类，如600mmHg，10mH2O等。标
5、准大气压的换算关系：1atm=1.013105Pa=760mmHg=10.33m H2Oghp压力的单位2022-8-613Z压力的表示方法 绝对压力：以绝对真空为基准测得的压力。表压或真空度：以大气压为基准测得的压力。表 压=绝对压力 大气压力真空度=大气压力 绝对压力压力的表示方法2022-8-614绝对压力动画+2022-8-615真空度动画2022-8-616表压真空度动画2022-8-617真空压力表2022-8-618流体静力学平衡方程（不讲）Z设流体不可压缩，重力场中对液柱进行受力分析：上端面所受总压力 下端面所受总压力 液柱的重力p0p2p1z1z2GApP11ApP22)(2
6、1zzgAG2022-8-619Z液柱处于静止时，上述三项力的合力为零:0)(2112zzgAApAp)(2112zzgppgzpgzp2211压力形式能量形式静力学基本方程静力学基本方程 2022-8-620Z讨论：适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体；物理意义：在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同，但二者可以转换，其总和保持不变。zg单位质量流体所具有的位能，J/kg；p单位质量流体所具有的静压能，J/kg。2022-8-621在静止的、连续的同种流体内，处于同一水平面上各点的压力处处相等。压力相等的面称为等压面。压力具有传递性：液面上方压力变化时，液体内部各点
7、的压力也将发生相应的变化。2022-8-622静力学基本方程的应用 Z压力与压力差的测量U形压差计 双液体U管压差计 倒U形压差计 倾斜式压差计 Z液位测量近距离液位测量装置 远距离液位测量装置 Z液封高度的计算 2022-8-623U形压差计 Z指示液的密度为0，被测流体的密度为p1p2mRAA)(1RmgppAgRgmppA02A与A面 为等压面，即AAppgRgmpRmgp021)(整理得gRpp)(0212022-8-624ZU形压差计可测系统内两点的压力差，当将U形管一端与被测点连接、另一端与大气相通时，也可测得流体的表压或真空度；表压真空度p1pap1pa2022-8-625Z指示
8、液的选取：指示液与被测流体不互溶，不发生化学反应；其密度要大于被测流体密度。应根据被测流体的种类及压差的大小选择指示液。2022-8-626Z思考：若U形压差计安装在倾斜管路中，此时读数R反映了什么？gzzgRpp)()(12021p1p2z2RAAz12022-8-6272022-8-628双液体U管压差计 Z适用于压差较小的场合Z密度接近但不互溶的两种指示液A和C Z扩大室内径与U管内径之比应大于10Z有微压差p存在时，尽管两扩大室液面高差很小以致可忽略不计，但U型管内却可得到一个较大的R读数Z对一定的压差p，R值的大小与所用的指示剂密度有关，密度差越小，R值就越大，读数精度也越高。)(C
9、A)(21CARgpp2022-8-6292022-8-630倒U形压差计 Z指示剂密度小于被测流体密度，如用空气作为指示剂；或利用被测量液体本身作为指示液。ZU 型管内位于同一水平面上的 a、b 两点在相连通的同一静止流体内，两点处静压强相等RgRgpp)(0210p1p2aRb2022-8-631斜管压差计Z适用于压差较小的情况，放大压差计的读数。aRRsin/gRpp0121sin2022-8-632近距离液位测量装置 Z压差计读数R反映出容器内的液面高度。Z液面越高，h越小，压差计读数R越小；当液面达到最高时，h为零，R亦为零。Rh02022-8-633Rh02022-8-634远距离
10、液位测量装置 Z管道中充满氮气，其密度较小，近似认为 ABBAppgRppghppaBaA0Rh0而2022-8-6352022-8-636液封高度的计算 Z液封作用：确保设备安全：当设备内压力超过规定值时，气体从液封管排出；防止气柜内气体泄漏。Z液封高度：gph)(表压2022-8-6372022-8-638流体流动的基本方程2022-8-639流量Z体积流量（volumetric flow rate）单位时间内流经管道任意截面的流体体积。以V表示，单位为m3sZ质量流量（mass flow rate）单位时间内流经管道任意截面的流体质量。以G表示，单位为kgsVG二者关系教材中以Q表示20
11、22-8-640流速Z流速（平均流速）：单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。Z质量流速单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。AVu uAAuAVAGwm/skg/（m2s）2022-8-641管径的估算 Z对于圆形管道uVdAVu4uu适宜适宜费费用用总费用总费用设备费设备费操作费操作费 d 设备费用 u 流动阻力 动力消耗 操作费均衡考虑流速选择：2022-8-642常用流体适宜流速范围 水及一般液体 13 m/s粘度较大的液体 0.51 m/s低压气体 815 m/s压力较高的气体 1525 m/s 2022-8-643稳定流动与非稳定流动稳定流动稳定流动：各截面上的温度、压力、
12、流速等物理量仅随位置变化，而不随时间变化 2022-8-644非稳定流动非稳定流动：流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也随时间变化2022-8-645定态流动系统的质量守恒：连续性方程 Z对于定态流动系统，在管路中流体没有增加和漏失的情况下：Z推广至管道任意截面 21GG 222111AuAu常数uAG连续性方程连续性方程2022-8-646Z不可压缩性流体Z圆形管道 11 2 2常数 uAV2121221ddAAuu不可压缩流体在管路中任意截面的流速与管内径的平方成反比 2022-8-647定态流动系统的能量守恒：柏努利方程 dxdzpA(p+dp)AgdmxgAdzgAdzAdpgA
13、dzAdpppAxgAdzdxgAdmgxdzdxAdxdmgdmdmAdpppA)(sinsinsin)(方向上的分力之和为方向的分力为重力在的流体的重力为质量为和别为作用于两端的总压力分2022-8-648常数：为常数，对上式积分得对不可压缩流体化简得：根据动量原理，则：则动量变化为速率为：，流出速度度发生变化。流体流入速也要力发生变化，而且动量流体流经管道时不仅压20)(2upgzududpgdzAdzgAdpAuduAuduGduduuu2022-8-649柏努利方程的另一种解法：总能量衡算2022-8-650Z衡算范围：1-1、2-2截面及管内壁所围成的空间衡算基准：1kg流体基准面
14、：0-0水平面Z内能贮存于物质内部的能量。1kg流体具有的内能为U（J/kg）Z位能流体受重力作用在不同高度所具有的能量1kg的流体所具有的位能为zg（J/kg）qeWep2,u2,2p1,u1,1221100z2z12022-8-651动能1kg的流体所具有的动能为 (J/kg)221u静压能 静压能=pVAVpAFl1kg的流体所具有的静压能为 pmpV(J/kg)热设换热器向1kg流体提供的热量为 (J/kg)。eq2022-8-652Z外功(有效功)1kg流体从流体输送机械所获得的能量为We(J/kg)。Z以上能量形式可分为两类：机械能：位能、动能、静压能及外功，可用于输送流体；内能与
15、热：不能直接转变为输送流体的能量。2222221121112121pugzUqWpugzUeepuzgUqWee2212022-8-653实际流体的机械能衡算 Z以单位质量流体为基准 假设 流体不可压缩，则 流动系统无热交换，则 流体温度不变，则 21 0eq21UU 并且实际流体流动时有能量损失，设1kg流体损失的能量为Wf（J/kg），有：feWpugzWpugz222212112121式中各项单位为J/kg。教材以Ef表示2022-8-654Z以单位重量流体为基准 将 式各项同除重力加速度g:gWgpugzgWgpugzfe222212112121令 gWHee则：fehgpugzHgp
16、ugz222212112121式中各项单位为mgWhff2022-8-655He外加压头或有效压头。z 位压头gu22动压头gp静压头总压头hf压头损失2022-8-656理想流体的机械能衡算 Z理想流体是指非粘性的流体，流动过程中没有摩擦损失。gpugzgpugz222212112121222212112121pugzpugz柏努利方程式柏努利方程式 2022-8-657柏努利方程的讨论 Z若流体处于静止，u=0，Wf=0，We=0，则柏努利方程变为Z理想流体在流动过程中任意截面上总机械能、总压头为常数，即2211pgzpgz常数puzg221常数gpugz2212022-8-658Zzg、
17、某截面上单位质量流体所具有的位能、动能和静压能；p221uWe、Wf 在两截面间单位质量流体获得或消耗的能量。有效功率：eeGWN 轴功率：eNN 2022-8-659柏努利方程的应用Z利用柏努利方程与连续性方程，可以确定：管内流体的流量输送设备的功率管路中流体的压力容器间的相对位置等2022-8-660Z根据题意画出流动系统的示意图，标明流体的流动方向，定出上、下游截面，明确流动系统的衡算范围；Z位能基准面的选取必须与地面平行；宜于选取两截面中位置较低的截面；若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基准面应选过管中心线的水平面。Z截面的选取与流体的流动方向相垂直；两截面间流体应是定态连续流动；截
18、面宜选在已知量多、计算方便处。Z各物理量的单位应保持一致，压力表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。2022-8-661理想流体能量分布2022-8-662实际流体能量分布2022-8-663能量转换示意图2022-8-664管内流体流动现象Z在应用伯努利方程式进行管路计算时，必须先知道能量损失的数值。2022-8-665牛顿粘性定律Z真实流体质点的相对运动，必然表现出剪切力，又称之为内摩擦力，这一性质称之为流体的粘性。流体的粘性是其流动时产生阻力的内在原因。2022-8-666Z牛顿粘性定律 牛顿粘性定律说明流体在流动过程中流体层间所产生的剪应力与法向速度梯度成正比，与压力无关。流体的这一
19、规律与固体表面的摩擦力规律不同FuududydyudAF.或dyud.F:内摩擦力，N；:剪应力，Pa；:法向速度梯度，1/s；:比例系数，称为流体的粘度，Pas dyud.2022-8-667Z流体的粘度（动力粘度）粘度的物理意义：流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力。粘度的物理本质：分子间的引力和分子的运动与碰撞。粘度的单位：SI制：Pas 或 kg/(ms)物理制：cP(厘泊）换算关系1cP10-3 Pas2022-8-668Z流体类型牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律的流体；如：空气、水等非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体。（假塑性流体、胀
20、塑性流体、粘塑性流体、触变性流体、粘弹性流体）如：泥浆、某些高分子溶液、悬浮液等2022-8-669Z层流（或滞流）：流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合；Z湍流（或紊流）：流体质点除了沿管轴方向向前流动外，还有径向脉动，各质点的速度在大小和方向上都随时变化，质点互相碰撞和混合。Z流型判据雷诺准数：Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系，标志着流体流动的湍动程度。udRe流体的流动形态与雷诺准数 2022-8-6702022-8-6712022-8-6722022-8-6732022-8-674Z实验结果：流体在管内的流动分层流、湍流两种类型流体在管
21、内的流动类型，由流体的临界速度决定临界速度的大小受粘度、密度、管径的影响进一步地分析与研究表明，临界速度取决于无特征数-雷诺（Reynolds）数Re的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且在很多地方都要用到它。不过使用时要注意单位统一。另外，还要注意d，有时是直径，有时是别的特征长度。2022-8-675流体在圆管内的速度分布Z速度分布：流体在圆管内流动时，管截面上质点的速度随半径的变化关系。Z由于层流与 湍流是本质完全不同的两种流动类型，两者的速度分布规律不同。2022-8-676Z设流体在半径为R的水平直管内稳态流动，于管心处取一半径为r，长度为l的流体柱，作用于流体柱两端面的压力分别P1
22、和 P2当流体作稳态流动时，推动力与阻力相等)(22)(21221pplrrlrpp或圆管内流体剪应力分布与半径成直线关系；在圆心处应力为零，靠近管壁处的应力最大；以上结论无论对层流还是对湍流都是适用的2022-8-677层流时的速度分布 Z层流流动特点 稳态流动时，管内各点的速度沿直径存在一定分布流体质点只有轴向运动而无径向运动2022-8-678层流速度分布2022-8-679Z速度分布方程式由压力差产生的推力 221)(rpp流体层间内摩擦力 drudrldrudAF.)2(drudrlrpp.221)2()(rlppdrud2)(21.)(4)(2221.rRlppu管壁处rR时，u0
23、可得速度分布方程.u流体等速运动，根据牛顿第二定律 2022-8-680管中心流速为最大，即r0时，uumax 221max4)(Rlppu2max.1Rruu管截面上的平均速度:max20.212uRrdruAVuRS层流流动时的平均速度为管中心最大速度的1/2流体在圆形直管内层流流动时，其速度呈抛物线分布2022-8-681Z哈根（Hagen）-泊素叶（Poiseuille）方程式232dlup层流流动时，用以克服摩擦阻力的压力差与流速成正比2022-8-682湍流时的速度分布 Z湍流的速度分布目前还不能利用理论推导求得，只能通过实验方法得到湍流速度分布的经验式：nRruu1max.202
24、2-8-683101102.3Re71,102.3Re101.161,101.1Re10466554nnnn与Re有关，取值如下：1/7次方定律71n当 时，流体的平均速度:max.uAVuS8202022-8-684流体流动边界层Z流动边界层：存在着较大速度梯度的流体层区域，即流速降为主体流速的99以内的区域边界层流型：层流边界层和湍流边界层Z边界层厚度：边界层外缘与壁面间的垂直距离。2022-8-685流体在平板上流动时的边界层Z边界层区（边界层内）：沿板面法向的速度梯度很大，需考虑粘度的影响，剪应力不可忽略Z主流区（边界层外）：速度梯度很小，剪应力可以忽略，可视为理想流体 2022-8-
25、686层流边界层：在平板的前段，边界层内的流型为层流。湍流边界层：离平板前沿一段距离后，边界层内的流型转为湍流2022-8-6872022-8-688流体在圆管内流动时的边界层Z充分发展的边界层厚度为圆管的半径Z进口段内有边界层内外之分 Z也分为层流边界层与湍流边界层2022-8-6892022-8-690Z湍流流动时湍流主体：速度脉动较大，以湍流粘度为主，径向传递因速度的脉动而大大强化过渡层：分子粘度与湍流粘度相当层流内层：速度脉动较小，以分子粘度为主，径向传递只能依赖分子运动2022-8-6912022-8-692边界层的分离ABS 流体流过曲面或障碍时，会发生边界层分离现象边界层的分离会
26、导致流体流动阻力的增大2022-8-693ZAC：流道截面积逐渐减小，流速逐渐增加，压力逐渐减小（顺压梯度）；ZCS：流道截面积逐渐增加，流速逐渐减小，压力逐渐增加（逆压梯度）；ZS点：物体表面的流体质点在逆压梯度和粘性剪应力的作用下，速度降为0。ZSS以下：边界层脱离固体壁面，而后倒流回来，形成涡流，出现边界层分离。2022-8-694边界层分离的后果：边界层分离的后果：产生大量旋涡 造成较大的能量损失边界层分离的必要条件：边界层分离的必要条件：流体具有粘性 流动过程中存在逆压梯度2022-8-6952022-8-6962022-8-697流体流动的阻力Z实际流体在流动过程中，都必须克服阻力
27、，从而损失掉一部分机械能。其表示方法具有不同形式 fehupgzWupgz22222111feHgugpzHgugpz22222111fepupgzWupgz22222111但单位不同。均表示机械能的损失，、式中fffphh2022-8-698Z流体在管路中流动的阻力可分为直管阻力和局部阻力直管阻力是流体流经一定直径的直管时，由于流体和管壁之间的摩擦而产生的阻力。局部阻力是流体流经管路中的阀门、管件等局部地方，由于速度的大小或方向改变而引起的阻力。2022-8-699管、管件及阀门Z管目前在化工中广泛应用的有铸铁管、钢管、特殊钢管、有色金属管、塑料管、橡胶管等管径常以AxB表示，其中A指外径，
28、B指管壁厚度Z管件管与管的连接部件，主要用来改变管道方向、连接支管、改变管径及堵塞管道等。2022-8-61002022-8-6101Z阀门截止阀 截止阀的特点是严密可靠.可以准确地调节流量.但对流体的阻力比较大.常用蒸汽、压缩空气、真空管路以及一般的液体管路中。但不能使用于带有固体颗粒和粘度较大的介质。安装截止阀时。应保证流体从阀盘的下部向上流动。否则，当流体压强较大的情况下难以打开开。2022-8-6102闸阀闸阀的形休较大，制造维修都比较困难。但全开时流体的阻力小、常用于大型管路的开启和切断，一般不用来调节流量的大小，也不适用于含有固体颗粒的料液.2022-8-6103止逆阀用来控制流体
29、只能朝一个方向流动、井能自动启闭2022-8-6104隔膜阀2022-8-6105节流阀2022-8-6106球阀2022-8-6107安全阀用于中、高压设备上、当压强超过规守值时即可自动泄压2022-8-6108流体在直管中的流动阻力fhpugzpugz222212112121水平等径直管中作定态流动，流体的能量损失ppphf21等径直管中作定态流动，流体的能量损失)()(2211gzpgzphf流体的流动阻力表现为静压能的减少水平安装时，流动阻力恰好等于两截面的静压能之差 2022-8-6109层流的摩擦阻力哈根-泊素叶方程232dlup226432222udludldupdluphf压头
30、损失gudlHf22Re64摩擦系数能量损失2022-8-6110湍流的摩擦阻力Z管壁粗糙度的影响流体流过管壁面的情况水力光滑管完全湍流粗糙管2022-8-61112022-8-6112基本定理基本定理：白金汉（Buckinghan）定理定理 设影响某一物理现象的独立变量数为n个，这些变量的基本量纲数为m个，则该物理现象可用N（nm）个独立的量纲为一的量之间的关系式表示。湍流时压力损失的影响因素：流体性质：，流动的几何尺寸：d，l，（管壁粗糙度）流动条件：u2022-8-6113,ldufpf112dimdimdimdimLTuLlLdLMTp113dimdimdimLMTMLL这7个物理量的
31、量纲分别为：基本量纲有m3；量纲为一的量有Nnm4 个2022-8-61142022-8-6115经验公式：柏拉修斯（Blasius）式：25.0Re3164.0适用光滑管Re5103105考莱布鲁克（Colebrook）式Re7.182log274.11d适用于湍流区的光滑管与粗糙管直至完全湍流区2022-8-6116非圆形管内的流动阻力 Z当量直径：Ade44润湿周边流通截面积 套管环隙，内管的外径为d1，外管的内径为d2:1212212244ddddddde 边长分别为a、b的矩形管:baabbaabde2)(242022-8-6117局部阻力Z阻力系数法 22uhf将局部阻力表示为动能
32、的某一倍数 局部阻力系数 2022-8-6118突然扩大：小管中的流速uAA221)1(2022-8-6119突然缩小：小管中的流速uAA212)1(5.02022-8-61202022-8-6121很大的截面到很小截面由管道流到较大截面对等直径的直管气体从管道流到大气1021AA021AA1021AA5.0012AA2022-8-6122Z当量长度法将流体流过管件或阀门所产生的局部阻力损失折合成流体流过相同直径、长度le的直管的阻力损失，le称为管件、阀门的当量长度22udlhef2022-8-6123流体在管内流动的总阻力损失Z管路系统的总阻力损失包括直管阻力损失和所有管件、阀门等的局部阻
33、力损失。若管路系统中的管径d不变，则总阻力损失为22udllhef减少流动阻力的途径：管路尽可能短，尽量走直线，少拐弯 尽量不安装不必要的管件和阀门等 管径适当大些2022-8-6124管路计算Z管路计算是连续性方程、柏努利方程以及能量损失计算式的具体应用。连续性方程：udVs24柏努利方程：fhgzpWugzp222112阻力计算：dud,2022-8-6125简单管路 Z简单管路通常指直径相同的管路或不同直径组成的串联管路。Z流体通过各管段的质量流量不变，对于不可压缩流体，则体积流量也不变。Z整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和。321ffffhhhhG1,d1G3,d3G2,d220
34、22-8-6126Z设计型计算 设计要求：规定输液量Vs，确定一经济的管径及供液点提供的位能z1(或静压能p1)。给定条件：（1）供液与需液点的距离，即管长l；（2）管道材料与管件的配置，即及 ；（3）需液点的位置z2及压力p2；（4）输送机械W。2022-8-6127Z操作型计算 已知：管子d、l，管件和阀门 ，供液点z1、p1，需液点的z2、p2，输送机械 W；求：流体的流速u及供液量V。已知：管子d、l、管件和阀门 、流量V等，求：供液点的位置z1；或供液点的压力p1；或输送机械有效功W。2022-8-6128Z阻力对管内流动的影响pApBpaF11 22 AB当阀门关小时，其局部阻力增
35、大，将使管路中流量下降下游阻力的增大使上游压力上升上游阻力的增大使下游压力下降 可见，管路中任一处的变化，必将带来总体的变化，因此必须将管路系统当作整体考虑。2022-8-6129Z最适宜管径2022-8-6130复杂管路 Z并联管路主管中的流量为并联的各支路流量之和并联管路中各支路的能量损失均相等321SSSSVVVV不可压缩流体fABfffhhhh321VV1V3BV22022-8-6131注意：计算并联管路阻力时，仅取其中一支路即可，不能重复计算2022-8-6132并联管路的流量分配522282)(dVlludllheef24dVAVu335322521151321)(:)(:)(:e
36、eelldlldlldVVV532233352222225122111888dVlldVlldVllheeefi支管越长、管径越小、阻力系数越大，流量越小2022-8-6133分支管路与汇合管路 分支管路COABCOAB汇合管路2022-8-6134主管中的流量为各支路流量之和21VVV21GGG不可压缩流体流体在各支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等 fOBBBBfOAAAAhugzphugzp2221212022-8-6135流量的测量 Z测速管Z孔板流量计Z文丘里流量计Z转子流量计Z湿式气体流量计2022-8-6136测速管2022-8-6137内管A处.221uppA外管B处pp
37、B.2.221)21(upuppppBApu2.)(20.Rgu或2022-8-6138（2）流量的求取：udAVS 由速度分布曲线积分maxmaxReuu 测管中心最大流速，由 求平均流速，再计算流量。（1）皮托管测量流体的点速度，可测速度分布曲线；2022-8-6139Z安装及优缺点测量点位于均匀流段，上、下游各有50d直管距离皮托管管口截面严格垂直于流动方向皮托管外径d0不应超过管内径d的1/50，即d010d，下游l5d结构简单，制造与安装方便 能量损失较大 2022-8-6145文丘里流量计2022-8-6146)(200RgAG2022-8-6147转子流量计对于一定的流量，对于一
38、定的流量，转子会停于一定位转子会停于一定位置，从转子的悬浮置，从转子的悬浮高度直接读取流量高度直接读取流量数值数值2022-8-61482022-8-614900111 10 0gVAppfff)()(01转子受力平衡gzupgzup0200121122)(2)(21201001uugzzpp在1-1和0-0截面间列柏努利方程 2022-8-6150)(2)()(21201001uuAgzzAAppfff由连续性方程 1001AAuu ffgVhAgfffRfffAgVCAgVAAu)(2)(21121002022-8-6151fffRRAgVACV)(2体积流量流量校正标定流体：20水（1000kg/m3）20、101.3kPa下空气（1.2kg/m3）)()(122112ffVV粘度与水接近CR视为常数2022-8-6152气体转子流量计 00VV000ffVV转子密度远大于气体密度时2022-8-6153Z安装及优缺点 永远垂直安装，且下进、上出，安装支路上以便于检修读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精度较高 玻璃管不能经受高温和高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎2022-8-6154湿式气体流量计2022-8-6155流体流过圆柱体
