流体流动7-流量与流速测量.

流体管道压力流速流量测定实验龚红卫南京工业大学城建学院流体管道压力流速流量测定实验一实验目的二实验所用仪器量具三测定前的准备四测定内容五测定步骤一实验目的通过本实验要求掌握用毕托管与微压计来测量风管中风压风速和风量的方法并了解微压计的工作原量基本构造和使用方法学会使用机械风速仪和热电风速仪二实验所用仪器量具 1．毕托管标准普通 2．倾斜式或补偿式微压计 3．风速仪 4．温度计0℃50℃ 5．气压计 6．钢卷尺卡尺三测定前的准备 1．选择测定断面测定断面原则应选在气流均匀而稳定的直管段上离开产生涡流的局部构件有一定的距离以免受局部阻力的影响即按气流方向在局部阻力之后大于或等于4倍管径或矩形风管大边尺寸在局部阻力之前大于15倍管径或矩形风管大边尺寸的直管段上如图1当条件受到限制时距离可适当缩短但也应使测定断面到前局部构件的距离大于测定断面到后局部构件的距离同时应适当增加测定断面上测点的数目风管测定断面位置图 2．确定断面内的测点 1矩形风管断面没测点的位置 2圆形风管断面测点的位置在圆形风管内测量平均流速时应根据管径的大小将断面划分为若干个面积相等的同心环每个圆环测量四个点且这四个点必须位于互相垂直的两直径上在相互垂直的直径上应开两个测孔如右图测定断面上所划分的圆瑨数目见下表圆形风管测点圆环数及测点数各测点距风管中心距离可按下式计算四测定内容 1．风管内风压的测定根据流体力学理论知道对不可压缩流体在管内任意断面上的全压等于其静压与动压之和则动压等于全压与静压之差由此原理并根据倾斜式微压计的测压原理欲测风管断面上的全压静压和动压可按如图5进行连接由上页图5可看出毕托管是测量风压的一次仪表它作用把风管内的压力传递出来而微压计则是用来显示风压大小的二次仪表测定前根据测定断面是处于通风机的吸入段还是压出段将毕托管与微压计正确加以连接然后根据计算出的测点位置依次进行测量测量时将多向阀手柄板向测量位置在测量管标尺上即可读出液柱长度再乘以倾斜测量管所固位置上的仪器常数K值即得所测压力值mmH20 测定断面上的平均静压Pj平均全压Pq可按下式计算 1234式中的n为断面上测点总数在测量动压时有时会碰到某些测点的读数为零值或负值的情况这表明该断面上气流很不稳定产生了涡流但通过该断面的流量并没改变在计算平均动压时宜将负值当作零值处理但测点的总数应为动压为负值及零值在内的全部测点五测定步骤谢谢龚红卫 sanwencom 图1 1风机 2测定断面a为风管的大边 d为风管直径在测定断面的内各点的气流速度是不相等的因此应选择有代表性的测点在测定断面内确定测点的位置和数目主要决于风管断面形状和尺寸在矩形风管内测量平均流速时可将断面划分为若干个面积相等的小截面并使各小截面尽可能接近正方形其面积不大于005m2小截面的边长为200250mm最好取小于220mm测定位于各小截面的中心处如下图图2矩形截面内的测点位置示意图图3 圆形截面内的测点位置图4三个圆环时测点位置示例图 3 图4 风管直径＜ 200 200～400 400～600 600～800 800～1000 ＞ 1000圆环数个 3 4 5 6 8 10 测点数 12 16 20 24 32 40 式中R 风管的半径mm Rn风管中心到第n环测点的距离mm n 从风管中心算起圆环的顺序号m 风管断面所划分的圆环数为了使一时确定测方便可将测点到风管中心的距离换算成测点到管壁即测孔的距离ＫＲ如图3Ｋ为倍数见后页表格式1 圆环上的测点到管壁的距离Ｋ值５ 005 016 029 045 068 132 155 171 184 195 测点编号３４６１ 009 006 004 ２ 029 021 013 ３ 059 039 024 ４ 141 065 035 ５ 171 135 050 ６ 191 161 017 ７ 179 129 ８ 194 150 ９ 165 10 176 11 187 12 196 图5 皮托管与倾斜微压计的连接方法式1 当动压值相差太大时测量断面上的平均动压Pd通常按均方根动压求得若各测点动压值相差不大可用动压的算术平均值计算式2 式4 式3 1平均风速的计算Vp 知道测定面上的平均动压后则测定断面上的平均风速可按下式计算 ms 式 5 5式中γ液体压差计所用液体的容重Nm3 γ流动气体本身的容重Nm3 φ经实验校正的流速系数一般取1hr 液柱差 m 2．风管内风量的确定由于流动气体本身的密度kgm3 φ 1 ms 则式6 在常温条件下大气压760mmHg柱式中 Pd 平均动压mmH2O 式7 如果所测温度是非常温应按下式计算空气的密度可按下式计算 Kgm3 式8 式中Pa大气压力kgm2 ta环境温度℃ R空气常数R 294 kgmkg℃ρa非常温条件下空气密度kgm3 应注意当风管风速小于2ms时采用热球风速仪直接测量风管截面上的平均风速然后取其算术平均值作为该断面的平均风速 2风管风量的确定 m3h 式9 式中 F 风管截面积m2 Vp 平均风速ms 1．熟悉测量风压仪器的使用方法及注意事项检查测定断面位置是正确用内径卡尺测量风管的直径D及大边长A 2．根据测定断面上已开好的测孔将毕托管与微压计正确地加以连接并算出各测点到管壁的距离用胶布或调节环标示在毕托管上将毕托管装在测架上 3．启动风机分别在测定断而后水平或垂直方向上测出各测点的全压静压和动压并记录在对应表格上页中 4．第一次测定完毕后用调节阀改变风量重复几次每调节一次风量在测定前后都要用温度计读出气流的温度取其平均值同时测出大气压力求空气密度 5．关闭风机整理好仪器并计算测定结果管道内风速风压风量测定记录计算表日期大气压 Pa空气温度℃风管直径或大边长 mm面积 m2 测定次数测点全压值 Pq 静压值Pj 动压值 Pd 常用仪器平均动压平均风速风量 mmH2O mmH2O mmH2O k Pdp mmH2O Vp ms L m3h。

流体力学中的流体流量与流速计算流体力学是研究流体在运动过程中的性质和行为的学科。

其中，流体流量和流速是流体力学中的重要概念，用于描述流体运动的特征和量度。

本文将介绍流体流量与流速的概念及计算方法。

一、流体流量的概念及计算方法流体流量是指单位时间内通过某一截面的流体体积。

按照定义，流体流量的计算公式为：Q = A * v其中，Q表示流体流量，A表示截面面积，v表示流速。

二、流速的概念及计算方法流速是指单位时间内流体通过一个截面的体积。

流速的计算公式可以根据具体情况而定，以下是常见的几种计算方法：1. 定常流的流速计算在定常流动情况下，流体的质量流率和体积流率保持不变。

流速的计算公式为：v = Q / A其中，v表示流速，Q表示流体流量，A表示截面面积。

2. 非定常流的流速计算在非定常流动情况下，流体的流速可能随时间和空间的变化而变化。

针对不同的情况，可以采用不同的方法计算流速，如通过流速图、针对特定位置的流速计算等。

三、流体流量与流速的应用流体流量和流速是流体力学中的基本概念，广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 水泵和液压系统的设计在水泵和液压系统的设计中，流体流量和流速是重要的设计参数。

通过合理计算流体流量和流速，可以确定水泵和液压系统的工作参数，确保其正常运行。

2. 水流和气流的测量与控制在环境监测、水利工程、能源利用等领域，对水流和气流的测量与控制是常见需求。

通过准确计算流体流量和流速，可以帮助实现对水流和气流的精确测量和控制。

3. 管道流量的计算与优化对于管道流动问题，合理计算流体流量和流速有助于分析和优化管道系统的性能。

通过调整管道直径、流速等参数，可以实现管道系统的节能、减压等目标。

四、总结流体流量和流速是流体力学中的重要概念，用于描述流体运动的特征和量度。

在实际应用中，合理计算流体流量和流速，可以帮助我们设计、控制和优化各类流体系统。

因此，对于流体力学中的流体流量与流速的计算方法和应用有深入的了解，对于工程实践具有重要意义。

流体力学中的流体流动实验流体力学是研究流体力学基本规律和流动现象的一门学科，而流体流动实验则是流体力学研究的重要手段之一。

通过实验，可以观察和记录流体在不同条件下的流动行为，验证流动方程和理论模型的可靠性，从而深入理解流体的运动规律。

本文将介绍流体力学中的流体流动实验的基本原理、实验装置以及实验方法。

一、流体流动实验的基本原理在流体力学中，流体流动实验的基本原理是根据质量守恒定律和动量守恒定律进行实验设计和数据分析。

根据质量守恒定律，流经给定截面的质量流率与入口和出口流速之积相等。

动量守恒定律则建立了流体运动方程，描述了流体在不同流动条件下的运动状态。

二、流体流动实验的实验装置为了研究流体力学中的各种流动现象，需要准备相应的实验装置。

常见的流体流动实验装置包括流体管道、流动模型、雷诺管道等。

流体管道是最常见的流体流动实验装置之一，其基本结构包括进口、出口和流体流通的管道。

通过改变流体的进口条件、管道的形状和尺寸等，可以研究流体在不同流动条件下的流动特性。

流动模型是模拟真实流动情况的物理模型，常用于研究复杂的流动现象和流体力学中的问题。

流动模型可以通过缩小尺寸或者使用可替代材料来简化实验过程，从而提高实验的可行性和可观察性。

雷诺管道是一种用于测量流体流速和观察流动形态的实验装置。

雷诺管道一般由一段直管和一个扩张段构成，通过在流体流动过程中增加扩张段，可以减小流速并形成湍流，方便观察和研究流体的流动特性。

三、流体流动实验的实验方法1. 流量测量方法：流量是流体流动实验中最基本的参数之一。

常用的流量测量方法有容积法、质量法、速度法等。

容积法通过测量流体通过给定截面的体积来计算流量；质量法通过测量单位时间内流体通过给定截面的质量来计算流量；速度法通过测量流体流速和截面积来计算流量。

2. 流速测量方法：流速是流体流动实验中另一个重要的参数。

常用的流速测量方法有直接法、间接法和动态法等。

直接法通过直接测量流体流速来得到流速值；间接法通过测量与流速相关的物理量，如压力和涡旋等来计算流速；动态法是一种通过观察流体流动状态的方法来判断流速的快慢。

流体力学的实验研究方法流体力学是研究液体和气体运动规律的学科，是物理学的一个重要分支。

在流体力学的研究中，实验方法是非常重要的手段之一。

本文将介绍几种常用的流体力学实验研究方法。

一、定量实验方法定量实验方法是通过对流体中各种参数的测量来获取数据，并进行定量分析。

最常用的定量实验方法包括流速测量、压力测量、流量测量等。

1. 流速测量流速是流体运动中的一个重要参数，在流体力学研究中具有重要意义。

常见的流速测量方法有浮标法、旋转测速法、超声波测速法等。

浮标法是通过在流体中放置一个浮标，并测量浮标的位移来确定流速。

旋转测速法则是利用测速仪表中的叶片旋转频率与流速成正比的原理进行测量。

超声波测速法则是通过发送超声波并测量其回波时间来计算流速。

2. 压力测量压力是流体力学研究中另一个重要的参数。

常用的压力测量方法有水柱法、压力传感器法、毛细管法等。

水柱法是利用流体的压力传递性质，通过测量流体压力对应的水柱高度来计算压力值。

压力传感器法则是利用压力传感器测量流体压力，通过变换电信号获得压力值。

毛细管法则是利用毛细管压力差与流动速度之间的关系来计算压力值。

3. 流量测量流量是流体力学研究中对流体运动强度的衡量。

常见的流量测量方法有流量计法、测地阀法、热敏电阻法等。

流量计法是通过使用流量计器来测量流体通过的体积或质量，从而得到流量值。

测地阀法则是利用流体通过定型孔等装置时的流动特性来计算流量。

热敏电阻法则是利用流体的传导特性，通过测量电阻值来计算流量值。

二、定性实验方法定性实验方法是通过观察流体现象的形态和规律来进行研究。

定性实验方法主要包括流动可视化、颗粒示踪、涡旋检测等。

1. 流动可视化流动可视化是将流体运动过程通过染色或其他方式使其可见，并观察流体现象。

常用的流动可视化方法有染色法、粒子轨迹法等。

染色法是通过向流体中加入染料，使染料在流动中呈现特殊颜色或变化，从而观察流体的运动情况。

粒子轨迹法则是通过在流体中加入颗粒物，在流动中观察颗粒物的轨迹，从而推测流体的流动方式。