范文一:体积流量与流速的换算
附录 A 体积流量与流速的换算
电磁流量计的输出信号正比于被测流体的流速(或流量),所以其量程可采用流量设 定,也可以采用流速单位(米 /秒)设定,下列公式为体积流量与流速之间的换算关系。
=V 20007854. 0) /(d
Q ?秒 升 ) /Q(秒 升 =V d ??20007854. 0 =V 204712. 0)
/(d Q ?分 升
) /Q(分 升 =V d ??204712. 0 =V 2827. 2)
/(d Q ?时 升
) /Q(时 升 =V d ??2827. 2 =V 286. 67)
/(d Q ?日 升
) /Q(日 升 =V d ??286. 67 其中 V 流速(米 /秒)
Q 流量(升 /秒等)
d 为传感器公称通径(毫米)
升 米 100013=
范文二:流量与流速的关系
论液(气)体的流量、流速与密度的关系
广东省博罗县高级中学(516100) 林海兵
摘要:流体特别是液体,在管道中的流动时,人们把其质量流量等效于体积流量,这是建立在不可压缩、没有粘性的“理想流体”模型基础上的理论。
关键词:流管,液(气)体,流量,流速,密度
1 人们对液体密度的认识
笔者首先摘录一段文字,来说明人们对液体密度的认识——
无论是气体还是液体都是可压缩的,有人曾经对水和水银等液体的压缩性进行了测量,在500大气压下,每增加一大气压,水的体积的减少量不到原体积的两万分之一,水银体积的减少量不到原体积的百万分之四,因为压缩量很小,通常均可不考虑液体的可压缩性。气体的可压缩性则非常明显,譬如用不太大的力推动活塞即可使气缸中的气体压缩,又如地球表面的大气密度随高度的增加而减小,也说明气体的可压缩性。但是,因为气体密度小,即使压力差不太大,也能够迅速驱使密度较大处的气体流向密度较小的地方,使密度趋于均匀,又若流动气体中各处的密度不随时间发生明显的变化,气体的可压缩性就可以不必考虑。然而若气体速度接近或者超过专声速,因气体运动所造成的各处密度差来不及消失,这时气体的可压缩性会变得非常明显,不能再看是不
可压缩的。总之,在一定问题中,若可不考虑流体的压缩性便可将它抽象为不可压缩流体的理想模型,反之,则需看作是可压缩流体。[1]
以上文字摘自漆安慎、杜婵英的高等学校试用教材《力学基础》(1982年12月第1版)第508页。从上述论述中,我们都可知道这样一个事实,任何(由原子分子构成的)物体都可以被压缩,只是不同的物体在同一条件下的压缩量不尽相同;我们还可以知道这样的第二个事实,自然界存在着大量的压缩量相当微小可以是微不足道的物体,液体也就其中的一种,人们常常把这些微不足道的形变量忽略了,把它当成不可压缩的物体;我们还可以看到第三个事实,当人们把这些压缩量很小的液体当成不可压缩的理想流体的时候,人们压根儿就没有考虑过这些被人们当成为不可压缩的理论流体是否会发生体积的膨胀。
也因为这样,在经典物理学中所研究的液体,通常都是密度从不发生变化的流体。
2 管道中液体的流量
我们见到的流体,既有开放的也有封闭的,气体也是流体,理想气体是物理学中研究得很多的液体,在研究时,人们把理想气体放入一个容器中,故这是封闭的理想气体。除了理想气体之外,人们还经常见到在管道、容器等器具中的水,这些都是具有封闭性质的液体。也许是受到这么许多实际情况的影响,使人们对液体的运动也采用封闭型的研究,即使对于原本是开放型的流体,人们也要固执地把它转化为封闭型,
在本没有管道的流体中人为地假设了一条一条的管道,把它称为流管,流体就在这些子无虚有的流管中运动。
在确定了流体流动的管道之后,人们认为接下来要研究要关注的对象便是流体在管道中的流量了。流量是什么,流量的原始定义应该是单位时间内通过管道某横截面的流体的质量,即。因为流体的质量与密度、体积关系为,其体积又有,其中是流管的横截面积即液体柱的底面积,则是液体柱的长度,故。
人们正是利用了流体的压缩量很小可以忽略的特点,认为流体的密度是不变的,而流管的某处横截面积当然也是不变的,故流量
,不难看出,正好是流体流经该横截面的速度,所以
。对于同种流体而言,由于其密度是不变的常数,故把两边同时除以,得到。人们把称为质量流量,把
称为体积流量。可见,在经典物理学中,流管中的流体流量总是与其流速大小成正比。
人们认为,在同一流管中,同一时刻流入与流出任何一个体积空间的流体质量都是相等的,所以流入流出该体积空间的流体体积也是相等的,人们也它称为流体的连续性原理。根据此原理我们可知,同时流过
同一流管任意两个横截面的流量相等,即或
。
3 液体在管道中的速度变化
从以上的流量公式、与流体连续性原理、
,我们很容易知道,如果流体运动的流管的横截面积是变化的,那么流体在流管中的流动速度也一定是变化的,比如若则,反之。
我们不妨假设流体先通过横截面再通过,如若,则说明流体在作加速运动,反之则作减速运动。总之,只要流管的横截面积不同,流体在其内流动一定作变速运动。
4 液体在管道中的密度变化
我们都知道,我们所知道的任何宏观物体,无论是固体还是液体抑或是气体,都是由原子(分子)构成的,所以,笔者在此,撇开了经典物理学流量的研究方法,而是把构成流体的原子(分子)作为研究对象。
此时,对于任何一条流管的任何一个横截面,流过这个横截面的流体原子(分子)总是具有先后之分。在稳定的流体中,在某一个流管横截面的流速是稳定的,而同一流管不同的横截面,笔者认为,虽然存在着横截面积越小,流速越大,但是流体流速并不与其横面积成反比,而
有这样的关系。即流管的体积连续性原理是不正确的,但是尽管如此,流管的质量却具有连续性,即。
于是,我们知道,在流管流速越大的地方,其流体密度将越小,流速越小的地方,密度则越大。或者说,流体的密度是变化的,不是稳定不变的
范文三:压力和流速与流量的关系如何计算
压力和流速?的关系如何?计算
两管道之间?的压差=a*l*p*u*u/2d 单位为pa?
a 为管道的摩?擦系数,与管道的新?旧和材质有?关系。
l为你所取?两点之间的?距离 单位为米
p为流体的?密度 kg/m3
u为管内流?体的流速,单位为米/秒
d为管子的?管径,单位为米
请教:已知管道直?径D,管道内压力?P,能否求管道?中流体的流?速和流量,怎么求
已知管道直?径D,管道内压力?P,还不能求管?道中流体的?流速和流量?。你设想管道?末端有一阀?门,并关闭的管?内有压力P?,可管内流量?为零。管内流量不?是由管内压?力决定,而是由管内?沿途压力下?降坡度决定?的。所以一定要?说明管道的?长度和管道?两端的压力?差是多少才?能求管道的?流速和流量?。
对于有压管?流,计算步骤如?下:
1、计算管道的?比阻S,如果是旧铸?铁管或旧钢?管,可用舍维列?夫公式计算?管道比阻s?=0.00173?6/d^5.3 或用s=10.3n2/d^5.33计算,或查有关表?格; 2、确定管道两?端的作用水?头差H=P/(ρg),),H 以m为单位?;P为管道两?端的压强差?(不是某一断?面的压强),P以Pa为?单位;
3、计算流量Q?:Q = (H/sL)^(1/2)
4、流速V=4Q/(3.1416d?^2)
式中: Q――?流量,以m^3/s为单位; H――管道起端与?末端的水头?差,以m^为单位;L――管道起端至?末端的长度?,以 m为单位。
管道中流量?与压力的关?系
管道中流速?、流量与压力?的关系
流速:V=C?(RJ)=C?[PR/(ρgL)]
流量:Q=CA?(RJ)=?[P/(ρgSL)]
式中:C――管道的谢才?系数;L――管道长度;P――管道两端的?压力差;R――管道的水力?半径;ρ――液体密度;g――重力加速度?;S――管道的摩阻?。 管道的内径?和压力流量?的关系
似呼题目表?达的意思是?:压力损失与?管道内径、流量之间的?关系,如果是这个?问题,则正确的答?案应该是:压力损失与?流量的平方?成正比,与内径5.33方成反?比,即流量越大?压力损失越?大,管径越大压?力损失越小?,其定量关系?可用下式表?示:
压力损失(水头损失)公式(阻力平方区?)
h=10.3*n^2 * L* Q^2/d^5.33 上式严格说?是水头损失?公式,水头损失乘?以流体重度?后才是压力?损失。式中n――管内壁粗糙?度; L――管长;Q――流量;d――管内径
范文四:气体流量和流速及与压力的关系
气体流量和流速及与压力的关系
流量以流量公式或者计量单位划分有三种形式:
体积流量: 以 体积/时间 或者 容积/时间 表示的流量。如:m3/h ,l/h 体积流量(Q)= 平均流速(v)×管道截面积(A)
质量流量: 以 质量/时间 表示的流量。如:kg/h
质量流量(M)= 介质密度(ρ)×体积流量(Q)
=介质密度(ρ)×平均流速(v)×管道截面积(A)
重量流量: 以 力/时间 表示的流量。如kgf/h
重量流量(G)=介质重度(γ)×体积流量(Q)
=介质密度(ρ)×重力加速度(g)×体积流量(Q)
=重力加速度(g)×质量流量(M)
气体流量与压力的关系
气体流量和压力是没有关系的。
所谓压力实际应该是节流装置或者流量测量元件得出的差压,而不是流体介质对于管道的静压。这点一定要弄清楚。 举个最简单的反例: 一根管道,彻底堵塞了,流量是0 ,那么压力能是 0吗? 好的,那么我们将这个堵塞部位 开1个小孔,产生很小的流量,(孔很小啊),流量不是0了。然后我们加大入口压力 使得管道压力保持原有量,此刻就矛盾了 ,压力还是那么多,但是流量已经不是0了。因此,气体流量和压力是没有关系的。
流体(包括气体和液体)的流量与压力的关系可以用流体力学里的-伯努利方程-来表达: p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C 式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度.z 为垂直方向高度;g为重力加速度,C是不变的常数 。
对于气体,可忽略重力,方程简化为: p+(1/2)*ρv ^2=C
那么对于你的问题,同一个管道水和水银,要求重量相同,那么水的重量是G1=Q1*v1,Q1是水流量,v1是水速. 所以G1=G2 ->Q1*v1=Q2*v2->v1/v2=Q2/Q1 p1+(1/2)*ρ1*v1 ^2=C p2+(1/2)*ρ2*v2 ^2=C ->(C-p1)/(C-p2)=ρ1*v1/ρ2*v2 ->(C-p1)/(C-p2)=ρ1*v1/ρ2*v2=Q2/Q1 ->(C-p1)/(C-p2)=Q2/Q1 因此对于你的问题要求最后流出的重量相同,根据推导可以发现这种情况下,流量是由压力决定的,因为p1如果很大的话,那么Q1可以很小,p1如果很小的话Q1就必须大.
如果你能使管道内水的压强与水银的压强相同,那么Q2=Q1 补充:这里的压强是指管道出口处与管道入口处的流体压力差.
压力与流速的计算公式
没有“压力与流速的计算公式”。流体力学里倒是有一些类似的计算公式,那是附加了很多苛刻的条件的,而且适用的范围也很小
1, 压力与流速并不成比例关系,随着压力差、管径、断面形状、有无拐弯、
管壁的粗糙度、是否等径/流体的粘度属性??,无法确定压力与流速的关系。
2, 如果你要确保流速,建议你安装流量计和调节阀。也可以考虑定容输
送。 要使流体流动,必须要有压力差(注意:不是压力!),但并不是压力差越大流速就一定越大。当你把调节阀关小后,你会发现阀前后的压力差更大,但流量却更小。
流量、压力差、直径之间关系:
Q=P+ρgSL+[(1/2)*ρv^2]
式中:Q——流量,m^3/s;
P——管道两端压力差,Pa;
ρ——密度,kg/m^3;
g——,m/s^2;
S——管道摩阻,S=10.3*n^2/d^5.33,n为管内壁糙率,d为管内径,m;L——,m。
V——流速,V = 4Q/(3.1416*d^2) , 流速单位 m/s。
对于气体,可忽略重力,方程简化为:
Q=p+[(1/2)*ρv ^2]
伯努利方程
式中,P是压强,ρ 是液体密度,h是到参考面的高度,V是液体速度。
基本信息
中文名称:伯努利方程
英文名称:Bernoulli equation
定义及摘要: 流体在忽略粘性损失的流动中,流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。
这个理论是由瑞士数学家丹尼尔第一·伯努利在1738年提出的,当时被称为伯努利原理。后人又将重力场中欧拉方程在定常流动时沿流线的积分称为伯努利积分,将重力场中无粘性流体定常绝热流动的能量方程称为伯努利定理。这些统称为伯努利方程,是流体动力学基本方程之一。
伯努利方程实质上是能量守恒定律在理想流体定常流动中的表现,它是液体力学的基本规律.
详细介绍
理想正压流体在有势体积力作用下作定常运动时,运动方程(即欧拉方程)沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程。因著名的瑞士科学家D.伯努利于1738年提出而得名。对于重力场中的不可压缩均质流体 ,方程为p+ρgh+(1/2)*ρv^2=c 式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;h为铅垂高度;g为重力加速度;c为常量。
上式各项分别表示单位体积流
体的压力能 p、重力势能ρgh和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,
即总能量守恒。但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同。对于气体,可忽略重力,方程简化为p+(1/2)*ρv ^2=常量(p0),各项分别称为静压 、动压和总压。显然 ,流动中速度增大,压强就减小;速度减小, 压强就增大;速度降为零,压强就达到最大(理论上应等于总压)。飞机机翼产生举力,就在于下翼面速度低而压强大,上翼面速度高而压强小 ,因而合力向上。 据此方程,测量流体的总压、静压即可求得速度,成为皮托管测速的原理。在无旋流动中,也可利用无旋条件积分欧拉方程而得到相同的结果但涵义不同,此时公式中的常量在全流场不变,表示各流线上流体有相同的总能量,方程适用于全流场任意两点之间。在粘性流动中,粘性摩擦力消耗机械能而产生热,机械能不守恒,推广使用伯努利方程时,应加进机械能损失项。
图为验证伯努利方程的空气动力实验。
补充:p1+[ρ(v1)^2]/2+ρgh1=p2+[ρ(v2)^2]/2+ρgh2(1)
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量 (2)
均为伯努利方程
其中ρv^2/2项与流速有关,称为动压强,而p和ρgh称为静压强。
伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。
由伯努利方程可以看出,流速快压力低压强小,流速慢压力高压强大。
还有一个相近回答:这个方程并非是描述液体的运动,而应该是描述理想气体的绝热定常流动的,比如它可以近似地描述火箭或者喷气式发动机中的气流(你可以参考第26届全国中学生物理竞赛复赛中的热学题)。其中的伽马(像r一样的那个希腊字母,我打不出来,用r来替代)是气体的比热容比,即气体的定压摩尔热容与定体摩尔热容之比,对理想气体来说是个常数。这个公式中,左边v是气体流动的速度,p是气体的压强,p下面的希腊字母代表气体的密度。右边的p0\pho0是指速度为0的地方气体的压强和密度。 这个公式的推导和流体的伯努利方程思想相同,只是要考虑到此时气体是可压缩的,结合理想气体的状态方程即可推导出。
应用要点
应用伯努利方程解决实际问题的一般方法可归纳为:
1.先选取适当的基准水平面;
2.选取两个计算截面,一个设在所求参数的截面上,另一个设在已知参数的截面上;
3.按照液体流动的方向列出伯努利方程。
举例说明
图II.4-3为一喷油器,已知进口和出口直径D1=8mm,喉部直径D2=7.4mm,进口空气压力p1=0.5MPa,进口空气温度T1=300K,通过喷油器的空气流量qa=500L/min(ANR),油杯内油的密度ρ=800kg/m。问油杯内油面比喉部低多少就不能将油吸入管内进行喷油? 解:
由气体状态方程,知进口空气密度ρ=(p1+Patm)*M/(RT1)=(0.5+0.1)*29/(0.0083*300)kg/m=6.97kg/m
求通过喷油器的质量流量
qm=ρa*qa=(1.185*500*10^-3)/60=0.009875kg/s
求截面积1和截面积2处的平均流速:
u1=qm/(ρ1A1)=[0.009875/(6.97*0.785*0.008^2)]m/s=28.2m/s
u2=qm/(ρ2A2)=[0.009875/(6.97*0.785*0.0074)]m/s=32.9m/s
由伯努利方程可得
p1-p2=0.5*ρ1(u2^2-u1^2)=0.5*6.97(32.9^2-28.2^2)pa=1200.94pa
吸油管内为静止油液,若能吸入喉部,必须满足:
p1-p2≥ρgh
h≤(p1-p2)/ρg=1200.94/(800*9.8)m=0.153m
故
说明油杯内油面比喉部低153mm以上便不能喷油。
其实就是能量守恒定理但是没必要死记硬背有兴趣的话可以照我说的推倒一下包你想忘都忘不了。
因为伯努利方程就是静压能,动压能,势能和功的变化的总和等于能量的摩擦损失总和的一个推倒公式,说的更简单点就是几种形式的功相加到一起。静压能+势能+动压能+功=常数。
即:P/ρ+gz+(1/2)*v^2+W=C之所以伯努利方程式这样表述是因为我们通常运用的是在一千克下的状态推倒的公式即每一项的单位都是焦耳/千克所以在具体运算中要注意单位换算!
其实用一个压力公式就能把它推倒完成。
首先我们来说静压能P=F/S=Mg/S 两边同时乘以一个体积v就可以得到PV=Mgv/S简化一下就可以得到PV=W这也就是体积功因为如果换算成每千克状态还可以简化为PM/ρ=W/M这就是第一项静压能的推倒W=P/ρ
接下来是势能同样的p=F/S=Mg/S和上面的推倒一样两边同时乘以一个体积就可以得到PV=Mgv/S也就是W=Mgz如果换算成每千克状态就两边同时除以一个质量M和上面一样简化成W/M=Mgz这就是势能的推倒W=gz。
第三项动能的推倒我想就更简单了W=(1/2)M*v^2和上面两项一样如果要换算成每千克状态就两边同时除以一个质量M就简化成W/M=(1/2)M*V^2所以W=(1/2)*v^2.。
第四项自然是外加的功如风机或者泵的能量。
四个能量(W)带进去一相加就是伯努利方程式了。简单吧。
当用于泵算扬程时各项同时除以g整理各式得P/ρg+z+(1/2g)*v^2+W/g=C通常我们令He=W/g这也就是泵的扬程!各项单位为米或者焦/牛
当用于风机算压头时各项同时乘以一个ρ得P+(1/2)*ρv^2+ρgz+W*ρ=C通常我们令Ht=W*ρ这也就是我们算风机时用的压头单位是帕。
范文五:流速和流量的测定
福州大学化工原理电子教案 流体流动 1.7 流速和流量的测定
1.7.1 毕托管
(1)毕托管的测速原理
(2)毕托管的安装
1.7.2孔板流量计
(1)孔板流量计的测量原理
孔板:与管轴成45?角,锐孔(千万不能倒转方向安装)
缩脉:2-2截面,u最大,p最低。因此流体流经孔口前后产生一定
,p,利用测方法测流量。 ,,,,pqp,,v
h 先略去(以后校正),在1-1,2-2截面间列柏努利方程 ,f
22ppuu1212,,, ,,22
222222pp,uuuuuA,12212122 (1)(1),,,,,22,222uA22
2()pp,112 u,22,,,A21,,,A,,1
? 缩脉在何处,,很难准确确定。孔口面积A。是已知的,希望用取代,取Au,,?,?AAu22020
A0代(uu,) u202A2
ld, 设角接法(取压口开在法兰前后),径接法(上游取压口距孔板,下游取压口距孔板下游?
1处)测出虚拟压强差为 ld,2
pp,,,Rg(),,,用此取代pp, ABi12
? 有阻力损失 hf
A0m,考虑上述?、?、?点后,列入一校正系数,并令 cA1
2pp,,,2()gR,,,ccABiu,, 022,,1,m,,A01,,,A1,,
cc,令 021,m
2()gR,,,i uc,00,
2()gR,,,i (1-119) quAcA,,v0000,
从以上推导过程可知,与下列因素有关: c0
- 1 -
福州大学化工原理电子教案 流体流动
du,1 ? 与有关,即与有关(不是,而是流股未收缩时管道1,1面处的平均速度。) Re,hcuufd010,
A0 ? 与m,有关 c0A1
? 与取压法有关(角接法称标准孔板) c0
,其关系由试验测定,如图1-54所示。 cfm,(Re,取压法,)0d
在测量范围,为常数与无关即与无关为好,此时qR,,由图1-54查出(此时只Recqccvd0v00
取决与m)代入式(1-119)求 qv
若与即与有关,怎么办,试差法求。 cqReq0vdv
(2)孔板流量计的安装和阻力损失
dd ? 安装:上游(15,40)、下游5的直管距离,为什么,
? 阻力损失(由流体流径孔口边界层分离形成大量漩涡造成的) hf
2uRg(),,,2i0hc,, ,,f02,
,,,0.8,0.4hf
,读数准确,但;,读数不易准确,hRAmucR,,,,,,,,,,,h,AmucR,,,,,,,,,f000f000但。选用孔板的中心问题是选择适当面积比m,兼顾适宜读数和。 h,hff
(3)文丘里流量计
渐缩渐扩管(文丘里管)代替阻力大的孔板,仍用式(1-119)计算,但用代替,,qccc,0.98~0.99vv0v
,。 h,,h,0.1ff
例1-10
以上几种流量计均是恒截面变压差(变阻力)流量计。变阻力式流量计是人为设置一阻力构件(如孔
板),造成局部阻力(压降),利用能量守恒原理及连续性方程关联此压降与流速及至流量的关系。
1.7.3转子流量计
(1)转子流量计的结构原理
浮力 ,,VgzzAg,,()f21f
,,,,()()ppAVg,,,,,,,()ppAVg,12fff12fff,,2222,,upupupup,01120112gzgz,,,,, ,,,,,122222,,,,,,
,,AA00uu,uu,,,1010AA,,11,
2gV,,,,,ffuC, 0RA,f
quA,v00
- 2 -
福州大学化工原理电子教案 流体流动
cc, R2,,A01,,,A,,1
C——考虑转子形状不同的影响
du,0,如图1-58所cf,,(转子形状,环隙)ReR,
示。注意:因为一般转子流量计在测量范围为常数,同一cR
流量计在测量某种流体时及为常数,随环隙面,VA,,,qfffv
积而定,而仅随转子停留高度有一一对应关系。根据这AA00
一原理,可在玻璃管刻上刻度,每一刻度标上它所对应的流量值,这样在测量流量时即可根据转子停留高度直接读出流体的流量值。读数时时看转子最大横截面所处
的刻度(为什么,看何处,)。
(2)转子流量计的特点——恒压差、变截面
书上讲恒压差、恒流速、对否,
不同,,因一定,在不同流量时一定,恒压差成立。但()ppAVg,,,AVg,,,,pp,q12ffffff12v
,转子停留位置上升,(倒锥形玻璃管),(恒不成立,但变化较小),到新平衡时q,A,u,uuv2000截面变~
2u0h,,,常数 (故适用于流量变化较宽的场合)。 f2
)转子流量计的刻度换算 (3
和孔板流量计不同,转子流量计在出厂前,不是提供流量系数用公式求,而是直接用20?的水cqRv(测量液体的转子流量计)或20?、1atm的空气(测量气体的转子流量计)进行标定,将流量值刻于玻
璃管上。当被测流体与上述条件不符时,应作刻度换算。
一般在测量范围为常数,且同一转子为定值,在同一刻度下相同,仅流体变引起同,AcVA,,,0Rfff
一刻度下流量变,故:
q,,,,,,v,BAfB, q,,,,,,v,ABfA
式中:下标A——标定流体(20?的水或20?、1atm的空气)
B——其他流体
q,,,,,,m,BBfB,质量流量 ,故 qq,,mvq,,,,,,m,AAfA
思考:转子不变,变如何换算, VA,,fff
(4)转子流量计的安装:应严格保持垂直。
- 3 -
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