化工原理第四版ppt课件.ppt

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1、流体流动,第一章,辽阳化纤厂,一、流体流动(动量传递),气体和液体统称为流体,二、可压缩性流体与不可压缩性流体 可压缩性流体气体 不可压缩性流体液体,三、流体的特性,1、流动性；2、没有固定形状，形状随容器而变；3、流体流动外力作用的结果；4、连续性（除高度真空情况）。,转子流量计,阀门,贮槽,离心泵,贮槽,流体流动的典型流程,计算内容：流速、流量、压强、管径、扬程、功率,重点,第一节 流体静力学,研究外力作用下的平衡规律,一、流体的压力1.定义： 流体垂直作用于单位面积上的力。,N/M2 Pa,2. 压力的单位 (1) SI 单位 N/m2 Pa,P=F/A,3.换算：1atm = 1.01

2、33105 N/m2 = 101.3 kPa = 10330 kgf/m2 = 10.33 mH20 = 760 mmHg 1at = 1 kgf/cm2 = 10 mH20 = 735.5 mmHg = 98.1 kPa ,(2) 工程单位 kg/m2 at mmHg mmH20 mH20,4. 压力的基准及表示形式,以绝对真空为基准以当时当地压力为基准,绝对压,表压,真空度,绝压（余压）,表压绝对压-大气压 真空度大气压 - 绝对压,绝对零压,大气压,实测压力,实测压力,例题：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表读数为80kPa，在天津操作时，真空表读数应为多少？已知兰州地区的平均大气压

3、85.3kPa，天津地区为101.33kPa。解：维持操作的正常进行，应保持相同的绝对压，根据兰州地区的压强条件，可求得操作时的绝对压。,绝压=大气压 - 真空度 = 85300 80000 = 5300Pa 真空度=大气压-绝对压 =101330 - 5300 =96030Pa,二、流体的密度与比体积,1.密度定义：单位体积流体所具有的质量。 = m / V kg / m32、影响因素：温度和压力（1）液体 为不可压缩的流体，与压力无关，温度升高，密度降低。,(2)气体 为可压缩性的流体，通常（压力不太高，温度不太低）时可按理想气体处理，否则按真实气体状态方程处理,3、混合物密度（1）气体,

4、=MP/RT =0T0P/TP0,m=MmP/RT,Mm=y1M1+y2M2+ymMm,（2）液体混合物密度,应用条件：,混合物体积等于各组分单独存在时的体积之和。,w 质量分率,4、比体积 单位质量的流体所具有的体积。,v=V/m=1/,5、相对密度与重度,(1)相对密度d,d=/4水=/1000,(2)重度,r=G/V kgf/m3,重度值=密度值 (值相同但意义不同),三、流体静力学基本方程,1.相对静止状态流体受力情况,上表面作用力： F1= P1 A下表面作用力： F2= P2 A重力：G = g A (Z1 - Z2),2. 静力学方程及巴斯葛定律,F1 + G = F2 P1 A

5、 + g A ( Z1 - Z2 ) = P2 A P2= P1 + g ( Z1 - Z2 ) 或 P2= P0+ g ( Z1 - Z2 ) = P0+ g h,F1= P1 AF2= P2 AG = g A (Z1 - Z2),3.讨论,P2= P0+ g h,1.流体某一深处的压力与深度和密度有关。2.液面上方流体压力改变，液体内部压力随着改变且变化值相同（巴斯葛定律）。3.静止的、连续的同一流体内、同一水平面处各点压力相等。( 等压面 )4.压力或压差可用液柱高度表示。 H =（P2 - P0）/ g,记住,5.可用不同液柱高度表示压力，换算关系为： H= H / 6. 静压头与位压

6、头之和为常数。 Z 表示把单位重量流体由基准面移至Z高度 后具有的位能。,P/g静压头,例:,P0 P1 P2P1= ? P2=?,PA=PA PB=PB PC=PC,3.当细管水位下降到多高时,槽内水将放净?,1 = 800kg/m3 2 =1000kg/m3 H1= 0.7m H2= 0.6m,例题:1.判断下面各式是否成立,2.细管液面高度,解:利用等压面原理求解,PA=PA PB=PB,3. 2 g h= 1 gH1 h=0.56,2. 2 g h+p0= 1 gH1+ 2 gH2+p0,h=H2+H11/2h=1.16,四、流体静力学基本方程的应用,(一)压力测定1.U型管压差计,P

7、1 P2,A-A为等压面PA=PAPA= P1+ g ( H+R )PA=P2+ g R+ gH P1 - P2= R g (- )如测量气体 0 P1 - P2= R g 一臂通大气?,2.倾斜液柱压差计,R1=R/sin R= R1 sin ,3. 微差压差计 放大读数,P1,P2,a,b,R,特点：（1）内装两种密度相近且不互溶的指示剂；（2）U型管两臂各装扩大室（水库）。P1-P2=（a- b）Rg,例题：用普通U型管压差计测量气体管路上两点压差，指示液为水，读数R为1.2cm，为扩大读数改为微差计，一指示液密度为920kg/m3，另一指示液密度为850kg/m3，读数可放大多少倍？,

8、解：（水- 气）gR =（ 1- 2）gR,新读数为原读数的171/1214.3倍,R=R水/(1-2) =(121000)/(920-850) =171mm,例1-4：常温水在管道中流动，用双U型管测两点压差，指示液为汞，其高度差为100mmHg，计算两处压力差如图：,P1= P1 P2= P2Pa= P1+水 g xP1= 汞 g R+ P2Pb = 水 g x +水 g R + P2Pa- Pb= R g ( 汞 - 水 ) = 0.19.81(13600 -1000) = 1.24 103 Pa,二.液位的测量,例1-5：远距离测液位装置如下，U型管指示液为汞，高度差100mm,料液密

9、度为1250kg/m3，求贮槽内料液深。,A,B,PA= PBPA= gh + P0PB= Hg g R+P0 h = 13600 0.1 / 1250 如接另一稍短X米的管子可测料液的密度?,气体,R,R,p,p,三.液封,h=P/(H2Og),P=gR,mg=gRA,软布、重钟罩,真空表,气,气,水,R,已知：抽真空装置的真空表读数为80kPa，求气压管中水上升的高度。,P0= P + g RP为装置内的绝对压,R,P0,P = P0 - 真空度,R=(P0-P)/ g,R=80000/10009.81=8.15m,第二节：管内流体流动的基本方程式,一.流量与流速(一)流量1.体积流量 q

10、vm3/s2.质量流量 qm kg/s (二)流速1.平均流速 u = qv / A m / s ,2.质量流速 W= qv /A= ukg/m2.s 3.管径,液体: 0.53m/s 气体：1030m/s # 管径应进行园整,例1-7:安装一根输水量为30m3/h的管道,试选择合适的管道。,解：选择管内水的经验流速u = 1.8m/s,=0.077m=77mm,查书中附录二十一 (P381) (2)普通无缝钢管 外径 = 89mm 壁厚 = 4mm即 894的管子内径为 d = 81mm = 0.081m,实际流速为:,二. 稳定流动与不稳定流动,1.稳定流动流体流动过程中，在任意截面，流体

11、的参数不随时间改变。,2.不稳定流动流体流动过程中，在任意截面,流体的任一参数随时间而改变。,三. 连续性方程,1,1,2,2,qm1 = qm2 qm =qv = u A u1 A1 1= u2 A2 2=常数对于不可压缩性流体,密度可视为不变 u1 A1= u2 A2 u1 /u2 = (d2/d1)2,例1-8:如下图的变径管路,D1= 2.5cm D2=10cmD3= 5cm(1)当流量为4升/秒时,各段流速?(2)当流量为8升/秒时,各段流速?,1,2,3,例题:如下图的变径管路例题:,1,2,3,D1= 2.5cm D2=10cmD3= 5cm(1)当流量为4升/秒时,各段流速?(

12、2)当流量为8升/秒时,各段流速?,qv = 2qv u = 2u u1 = 2u u1= 16.3m/s,=2.04 m/s,四. 理想流体的伯努利方程,丹尼尔.伯努利(1700-1782)，生于科学世家。,是瑞士物理学家,数学家,医学家。,曾任医学、解剖学、植物学、物理学、哲学教授。,（一）理想流体的伯努利方程,推导依据：能量守恒（机械能）,理想流体：无粘性流体，在流动过程中没有摩擦，没有能量损失。,稳定流动，单位时间，质量为m的流体由截面1截面2,位能：流体因处于地球重力场中而具有能量，其值等于把质量为m的流体由基准水平面升举到某高度Z所做的功。位能 =力距离= m g Z单位质量流体的

13、位能： m g Z / m = g Z J/kg ,# # 截面在基准面之上，位能值为正，在基准面之下其值为负。,2.动能：流体因运动而具有的能量。 动能 = mu2/2单位流体的动能为：, J/kg ,3. 静压能：将流体压入流体某截面对抗前方流体的压力所做的功。静压能=力距离,当流体为理想流体时，两界面上的上述三种能量之和相等。即：,各截面上的三种能量之和为常数 伯努利方程,单位流体的静压能为, J/kg ,= P/,（二）关于伯努利方程的说明,1.伯努利方程表示理想流体在管道内作稳定流动,无外加能量,在任一截面上单位质量流体所具有的位能、动能、静压能（称为机械能）之和为常数，称为总机械能

14、，各种形式的机械能可互相转换。,2.各项机械能的单位皆为J/kg。,3.当（P1-P2）/ P2 20%,密度用平均值,不稳定系统的瞬间亦可用。4.流体静止,此方程即为静力学方程;,5.亦可用单位重量的流体为基准:,P2= P0+ g h,6.亦可用单位体积的流体为基准:,各项称为压头。表明我们可以用液柱的高度描述能量值,J/m3(Pa),各项单位为J/N(m)：表示单位重量流体具有的机械能,相当于把单位重量流体升举的高度。,五、实际流体的机械能衡算式,（一）实际流体的机械能衡算式,1、机械能损失（压头损失）,Hf-压头损失，m,2、外加机械能,H-外加压头，m，扬程,W-单位质量流体外加机械

15、能，J/kghf-单位质量流体机械能损失，J/kg,Z2- Z1升杨高度； 压力差压力降 (*何时两者相等),（二）伯努利方程式的应用,1.作图并确定能量衡算范围;2.确定基准面（水平面）3.截面的选取；(1)截面应与流体的流动方向垂直；(2)两截面之间的流体是连续的；所求未知量应在截面上或截面之间；,4.压力基准应统一(表压或绝对压)；5.外加机械能W或H，注意其单位。6.大截面处的流速可取零。,例题：如图，碱液(d=1.1)，塔内压力为0.3atm（表压）,管径603.5, 送液量25T/h,能量损失为29.43J/kg, 求外界输送的能量。,Z1=1.5m, Z2=16m P1 (表)

16、= 0 P2= 0.3atm = 0.3101330pa u1= 0 hf = 29.43J/kg,qv=qm/ =25000/3600/1100=0.0063m3/su2=qv/A =0.0063/(0.7850.0532)=0.86m/s,W=203J/kg,例1-9:泵进口管893.5，流速1.5 m/s ，碱液出口管径763，压力20kPa(表)，能量损失40 J/kg，密度1100 kg/m3，求外加的能量。,Z1= 0 Z2= 7m P 1= 0P2= 20000Pau1= 0u2 = u0 ( d0 / d2 )2 =1.5 ( 82 / 71 )2 =2 m/s hf = 40

17、 J/kg,=129J/kg,例1-10:管内流体流速为0.5m/s，压头损失1.2m，求高位槽的液面应比塔入口高出多少米?,1,2,z,P1= P2 = 0 (表)u1= 0 u2= 0.5 m/sZ1= Z Z2=0,Z1= u22/ 2g + Hf = 0.52/ (29.81) +1.2 =1.21m,P,1m,76mmHg,1m,A,1. A阀不开 ,求A处的表压强; 2. 阀开,求A处的流速(阻力不计); 3. A阀开,流量为零,压力计读数?,1. PA= P +g HP =Hg g R = 136009.8176/1000 =10133Pa (真空度) PA= -10133+10

18、00 9.81 2 = 9487 Pa(表压),解:,根据柏努力方程 Z1=1+1=2m Z2=0 u1= 0 hf = 0,P,1m,76mmHg,1m,A,P1 = - 10133 Pa PA=0,29.81 - 10133 / 1000 = u22/ 2 u2 = 4.35 m/s,2. 阀开,求A处的流速(阻力不计);,P,1m,1m,A,u2=0，p2=0，Z2=0,2 9.81 P x /1000 = 0 P x = 19620 Pa 19620 / 101330 760 = 147mmHg,3. A阀开,流量为零,压力计读数?,通风管道,直径自300mm缩至200mm,粗管、细管

19、表压分别为1200、800Pa，求空气的体积流量。已知空气温度为20 ，当地气压为101.33千帕。,解: 400 /(1200 +101325)20%本题可按不可压缩流体计算。 hf = 0 W = 0 Z1=Z2 P1 =1200Pa P2 = 800Pa,=1.22 kg / m3,u12/2+1200/1.22=u22/2+800/1.22,u2=u1(d2/d1)2=u1(0.3/0.2)2=2.25u1,u1=12.71m/s,qv=d12u1/4,流量为3234m3/h,第三节 管内流体流动现象,一、粘度,（一）牛顿粘性定律,1.粘性:流体在流动中产生内摩擦力的性质,粘性是能量损

20、失的原因,实验:,内摩擦力F剪应力：单位面积上的内摩擦力（）。= F/A,du/dy（du/dr） 速度梯度速度沿法线上的变化率。,2、粘度, 牛顿粘性定律,：粘度系数动力粘度粘度。 粘度的物理意义： 当速度梯度为1时，单位面积上产生的内摩擦力的大小。,粘度的单位,=Pas,1cp=1mPas,3. 运动粘度 =/,单位: SIm2/s cgscm2/s 斯托克斯,4. 影响粘度的因素:温度: 液体温度，粘度下降； 气体温度，粘度。压力：液体受压力影响很小； 气体压力，粘度；但只有在压力极高或极低时有影响。,（二） 流体的动量传递,动量质量速度mu单位体积流体的动量mu/V=u,动量梯度,（三

21、）非牛顿性流体 不符合牛顿粘性定律的流体为非牛顿性流体。 如油等高粘度的流体。,二、流体流动类型与雷诺准数,雷诺 (Osborne Reynolds 18421912)德国力学家、物理学家、工程师。1842年8月23日生于北爱尔兰的贝尔法斯特，1912年2月21日卒于萨默塞特的沃切特。早年在工场做技术工作，1867年毕业于剑桥大学王后学院。1868年起任曼彻斯特欧文学院工程学教授，1877年当选为皇家学会会员。1888年获皇家奖章。,（一）雷诺实验,1.层流(滞流),过渡流,2.湍流(紊流),影响因素:管径、流速、粘度、密度,（二）流动类型的判断,雷诺值Re,Re=du/,量纲L0M0T0=1

22、无量纲量(无因次数群)准数1、Re2000层流2、Re4000湍流3、2000Re4000不稳定流动,（三）流体流动的相似原理 相似原理：当管径不同，雷诺数相同，流体边界形状相似，则流体流动状态也相同。,例1-12:操作条件:D1 ，1atm ，80，u1=2.5m/s ,空气，实验条件: D2 = 1/10 D1 ，1atm ， 20 。,为研究操作过程的能量损失,问:实验设备中空气流速应为多少?,解: Re1 = Re2,=T1/T2=1.2,d1/d2=0.1,20 : 2= 0.018Pa.s 80 : 1= 0.025 Pa.s,2/1=0.018/0.025=0.837,例1-13

23、:内径25mm的水管,水流速为1m/s,水温20度, 求:1.水的流动类型; 2.当水的流动类型为层流时的最大流速?,解：1. 20 =1cP = 998.2kg/m3,Re=du/=0.0251998.2/0.001=25000,2. Re=dumax/=20000.025umax998.2/0.001=2000umax=0.08m/s,三、流体在园管内的速度分布,（一）层流时的速度分布1. 速度分布曲线,X0=0.05dRe,R,r,F = F1 - F2 = ( P1-P2 ) r 2 =Pr 2 =F/A 剪切力（剪应力强度） F =A=-Adu/dr=(2rL)du/dr,F1=r

24、2 P1 F2 = r 2 P2,r,dv = 2r dr u 积分得：,2.最大、最小速度,3.流量,4.平均流速,层流速度分布曲线,5.哈根泊素叶方程,哈根泊素叶方程： 表示流体层流流动时用以克服摩擦阻力的压力差，与速度的一次方成正比。,(二) 流体在园管中湍流流动时的速度分布,1. 管中心部分速度为最大速度umax。 点速度: = umax ( 1- r / R )1/7,湍流时的层流内层和过渡层,2. 层流底层管壁处为层流。速度大，湍流程度大，层流底层薄；粘度大，层流底层厚。3. 平均速度约为最大速度的0.82倍,第四节 管内流体流动摩擦阻力损失,一、 直管中流体的摩擦阻力损失对于等径

25、直管伯努利方程为,hf=(P1-P2)/= P/,1.对于同一直管，不管水平或垂直放置,所测能 量损失相等。2.只有水平放置的直管,能量损失等于两截面的压能之差。,二、层流的摩擦阻力损失计算,由哈根泊素叶方程得, =64/Re, 层流摩擦系数,三、湍流的摩擦阻力,(一)管壁粗糙度的影响 1.绝对粗糙度 ： 管壁突出部分的平均高度。,2.相对粗糙度：绝对粗糙度与管径的比值/d 。,(二)量纲分析法,定理：当某现象的物理量数为n个，这些物理量的基本量纲数为m个，则该物理现象可用N（n-m）个独立的量纲为1的量之间的关系式表示，即可用N（n-m）个准数表示。,量纲分析法的基础量纲的一致性。 即：每个

26、物理方程式的两边不仅数值相等，且量纲也必需相等。,量纲为1：量纲指数为零的量。,用量纲分析法确定湍流时摩擦阻力损失,物理量：压力降P、管径d、管长l、流速u、 密度、粘度、粗糙度 P = f（d、l、u、）量纲分别为：,dimP=MT-2L-1dimd=LdimL=Ldimu=LT-1,dim=Ldim=ML-3dim=MT-1L-1,基本量纲： M、T、L （三个基本量纲） 准数个数：N = 7 3 = 4,幂函数形式：,P = K d a l b ucd e f,M L-1 T -2 = L a L b （LT -1）c（ M L3）d（ MT 1 L1 ）e Lf,整理得： M L-1

27、T -2 = M d+eL a+b-c-3d-e+fT c-e,根据量纲一致性 M：d + e = 1 (1) L：a + b - c - 3d e + f = -1 (2) T：- c - e = - 2 (3),幂函数形式：,P = K d a l b ucd e f,由(1)(2)(3)得：,a=-b-e-f (4)c=2-e (5)d=1-e (6),将结果带入原幂函数得:,P = K d -b-e-f l b u2-e1-e e f,变换为准数式(将指数相同的物理量合并):,与l成正比，b=1,由实验得知：,（三）湍流时的摩擦系数,摩擦系数与雷诺数、相对粗糙度间的关系,1. 层流:=

28、64/Re 与相对粗糙度无关。2. 过渡区不稳定3. 湍流区与Re、/d有关。4. 完全湍流区阻力平方区；与Re无关。,四、非圆形管的当量直径,当量直径 de = 4 A / A流通截面积（m2）；润湿周边(m)。圆形管道与套管的当量直径分别为：,*非圆形管道内层流流动时,= C / Re，C为常数,无因次,由管道截面形状查表获得。,解：(1)正方形管道 边长： a = 0.481/2= 0.692 润湿周边： = 4d = 40.692 = 2.77m 当量直径： de = 4A / = 40.48 / 2.77 = 0.693m,例题：有正方形管道、宽为高三倍的长方形管道和圆形管道，截面积

29、皆为0.48m2，分别求它们的润湿周边和当量直径。,（2）长方形管道短边长a： 3 a . a = 0.48 m边长: a = 0.4m润湿周边： = 2 (a + 3a) = 3.2m当量直径： de = 40.48 /3.2= 0.6m (3) 圆形管道 直径: d2= 0.48 d = 0.78m 润湿周边： =d =3.140.78 = 2.45 当量直径： de = d = 0.78mde长方形(0.6) hf正方形 hf 园形,五、局部阻力损失,（一）局部阻力系数法将克服阻力消耗的能量表示成流体动能的倍数。 h f =u2/21.扩大与缩小的阻力系数 扩大：, =(1-A1/A2)

30、2,A1,A2, =0.5(1-A2/A1)2,2.进口与出口 容器管道 A2/A1 0 = 0.5,管道容器A1 / A20 = 1, 流体由管道直接排放至管外大空间，管出口内侧截面上的压强可取为与管外空间相同。截面取在内侧，出口损失不计，动能不为零；截面选在外侧，截面上的动能为零，但计算出口损失。 两种结果相同。,A,1,2,B C,D,3. 管件与阀门 由手册查取,（二）当量长度法,Le 当量长度，表示由管件引起的局部阻力损失。相当于流过一段直径相同，长度为Le的直管所损失的能量，其值可查共线图和列线图。,管路阻力计算的应用:乌氏粘度计测粘度的原理,六、流体在管内流动的总阻力损失计算,例

31、1-16：常温水由贮罐用泵送入塔内，水流量为20m3/h，塔内压力为196 kpa（表压），AB，BC，CD，管长（包括当量长度，不包括突然扩大和缩小）,A,15m,1,2,B,D,分别为40、20、50m，管径分别为573.5，1084，573.5，求：所需外加能量。(/d = 0.001）,C,解：求各段速度,A,D,C,B,uAB= uCD,= 2.83 m/s,= 0.71 m/s,2.求能量损失：,A,2,1,B,C,D,(1) 槽面至管的能量损失 hf = 0.5 uAB2/2 = 2.0 J/kg(2) AB直管段 =1cp L+ Le = 40Re = d u/= 1.4210

32、5查得= 0.0215,= 68.9 J/kg,2.求能量损失：,A,B,C,D,(3) B端扩大hfB=(1-AA/AB)2. uAB2/2 =2.25 (4) BC管段 Re = 71000 = 0.0235 hfBC = 1.185J/kg,(5) C点缩小AC /AD =(0.05/0.1)2 =0.25查得= 0.33 hfC =1.32J/kg,2.求能量损失：,A,B,C,D,(6) CD 管段 hfAB =86.1J/kg(7) D 点入口 =1 hfD =4 J/kg (8) 总能量损失 hf=165.7J/kg,(9) 外加能量 W= 159.81+196. 2 1000/

33、1000+ 165.7 = 509 J/kg,例题 有一段内径为100mm的管道，管长16m，其中有两个90度弯头，管道摩擦系数为0.025，若拆除这两个弯头，管道长度不变，两端总压头不变，管道中流量能增加的百分数。（两端压力、高度不变）,解：弯头拆除前 900弯头=0.75,弯头拆除后,原总压头差E1=现总压头差 E2,E1=(Z1+P1/g+ u2/2g)- (Z2+P2/g+ u2/2g) = 5.5u2/2E2=(Z1+P1/g+ u22/2g)- (Z2+P2/g+ u22/2g) =4u2 2/2 E1+W=hf1 E2+W=hf2 hf1 =hf2,即 5.5u2/2=4u2 2

34、/2 (u2/u) 2=5.5/4 qv 2/qv= （u2/u)=(5.5/4)1/2 =1.17 *流量增加了17%,第五节 管路计算,计算依据：连续性方程，伯努利方程，摩擦阻力损失计算，摩擦系数计算，雷诺数。,简单管路复杂管路,一、简单管路（一）简单管路计算1.已知L、d、qv，求hf ;2.已知hf、L、d，求u或qv,试差法：,设,u,Re,1, 1 =，u为所求，,否则重设。,3.已知hf、L、qv，求d,二、最适宜管径管径选择原则：设备费动力费（操作费）最少。,管径,费用,设备费,操作费,最适宜管径,总费用,H=h+Hf,二、复杂管路,（一）并联管路,1.qv=qv1+qv2 2

35、. hf1=hf2=hfAB,A,B,1,2,二.分支管路,第七节 流量的测定,一、测速管（皮托管）,1、结构,1,2,2、原理,P/=u12/2,3、测定,点速度最大速度平均速度,二、孔板流量计,1.结构与原理结构：带圆孔的金属板； 压差计。原理：当流体流经孔板小孔时，产生明显压差，流量越大，压差越大。,3,以孔径代替缩脉处的直径以孔板左侧流径代替管径,2.流量方程,3,qv = A0 u0=,3.安装要求： 必须有一内径不变的直管段，上游有十倍直径以上的直管，下游有五倍直径的直管段。4.影响的因素：（1）与雷诺值有关；（2）与（A0 /A）有关（即2）（3）与取压方法有关；,（4）常取0.

36、6 0.7；（5）选择孔径要考虑雷诺值在一定范围内不变。,孔板流量计与Re、2的关系,5.计算步骤：,（1）由A0/A取孔流系数不变的值；（2）计算孔处流速体积流量管中流速；（3）由管中流速计算雷诺值，查此雷诺值对应的孔流系数是否与设定的孔流系数相同，如不同，重新设定。（4）如测量气体，流量应乘以膨胀系数， 为压力比、直径比和绝热指数的函数，查得。,qv = A0 u0=,例1-22：用孔板内径为130mm的孔板流量计测气体流量，气体温度400，管内径190mm，密度为6.82kg/m3, 粘度为23.75mPa.s,压差58.86kPa,求气体质量流量。（设1）,解（A0/A）=(d0/d)

37、2=0.47 查（A0/A）=0.47线Re为不变处的流量系数 = 0.68 根据孔板流量计流量方程得质量流量 qm = 8.1kg/s,验算：u= qm/(0.785D2)=42m/s Re=2.3106查= 0.68 故所设正确。,三、转子流量计,1.构造:锥形玻璃管，转子,2. 工作原理,pAf = Vf (f- ) gp = Vf (f - ) g / Af,Af 转子最大直径处的截面积；Vf 转子体积；f 转子密度； 流体密度。,3. 流量方程,Z1 Z2,AR 转子与玻璃管的环隙面积；CR 流量系数，与雷 诺数、转子 形状有关，实验测定或查表；Vf 转子体积；f 转子密度。,能量的转换,连通变径管,h2,h1,h3,h4,