热工测试河南农业大学.pptx
《热工测试河南农业大学.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热工测试河南农业大学.pptx(69页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2.仪表精度的选择仪表精度的选择 压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误差来确定,即要求实际被测压力允许的最大绝对误差来确定,即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。误差应小于仪表的基本误差。第1页/共69页续上例:用续上例:用0 01.6MPa1.6MPa量程的压力表测量容器的压力,若要量程的压力表测量容器的压力,若要求测量值的绝对误差不大于求测量值的绝对误差不大于30kPa,30kPa,试确定压力表的精确度。试确定压力表的精确度。解:测量仪表的相对误差为解:测量仪表的相对误差为第2页/共69页3.仪表类型的选择仪表类型的选择u从
2、被测介质压力大小来考虑从被测介质压力大小来考虑u被测介质的性质被测介质的性质u对仪表输出信号的要求对仪表输出信号的要求u使用的环境使用的环境第3页/共69页第4页/共69页第四章第四章 流速和流速和流量的测量流量的测量2023/2/165第5页/共69页测量流体速测量流体速度度大小大小方向方向分别测总压和静压分别测总压和静压直接测总压和静压之差直接测总压和静压之差代入代入伯努利方程伯努利方程:方向探针:方向探针二元方向探针二元方向探针三元方向探针三元方向探针(复合探针)(复合探针)2023/2/166第6页/共69页2023/2/167第7页/共69页流量测量方流量测量方法法直接测量法:直接测
3、量法:测出某段时间间隔内流体通过测出某段时间间隔内流体通过 的总量,然后求出单位时间内的总量,然后求出单位时间内 的平均流量。的平均流量。间接测量法:间接测量法:测出与流量有关的物理量,然测出与流量有关的物理量,然 后用相应的公式计算出流量。后用相应的公式计算出流量。(应用较广)(应用较广)2023/2/168第8页/共69页主要内容主要内容流体速度大小的测量流体速度大小的测量二维流场中流动方向的测量二维流场中流动方向的测量三维流场中流向的测量三维流场中流向的测量2023/2/169第9页/共69页第一节第一节 流体速度大小的测量流体速度大小的测量在不可压缩流体中,伯努利方程为:在不可压缩流体
4、中,伯努利方程为:2023/2/1610第10页/共69页测量压差测量压差第一节第一节 流体速度大小的测量流体速度大小的测量或单独的总压和静压,可采用三种或单独的总压和静压,可采用三种不同的方法:不同的方法:利用壁面开孔测静压,用总压探针测总压,如图利用壁面开孔测静压,用总压探针测总压,如图4-14-1,进而求出,进而求出 压差;压差;利用静压探针测静压,用总压利用静压探针测静压,用总压 探针测总压;探针测总压;利用速度探针测总压与静压之差。利用速度探针测总压与静压之差。图1 压差测量示意图2023/2/16第11页/共69页一、速度探针一、速度探针L L形速度探针形速度探针笛形管探针笛形管探
5、针吸气式速度探针吸气式速度探针遮板式和背靠式速度探针遮板式和背靠式速度探针第一节第一节 流体速度大小的测量流体速度大小的测量2023/2/1612第12页/共69页L L形速度探针形速度探针图图4-2 L4-2 L形速度探针的几何关系形速度探针的几何关系0.3d2023/2/1613第13页/共69页在平面流场中,流动方向与探针轴线的夹角称为流向偏斜角,在平面流场中,流动方向与探针轴线的夹角称为流向偏斜角,用用表示,表示,对对L形速度探针的影响如图形速度探针的影响如图4-3所示:所示:图图4-3 4-3 流向偏斜角流向偏斜角的影响的影响2023/2/1614第14页/共69页图图4-34-3中
6、的压力系数分别为:中的压力系数分别为:式中:式中:,分别为分别为分别为分别为时总压孔与静压孔的测量值;时总压孔与静压孔的测量值;时总压孔与静压孔的测量值;时总压孔与静压孔的测量值;2023/2/1615第15页/共69页从图从图4-34-3可看出:可看出:对于头部为半球形的探针,当流向偏斜角在对于头部为半球形的探针,当流向偏斜角在1010的范围内的范围内变化时,探针的读数不改变,因为在此范围内,总压和静压变化时,探针的读数不改变,因为在此范围内,总压和静压均下降,因而压差保持不变。均下降,因而压差保持不变。对于头部为锥形的探针,在流向偏斜角为对于头部为锥形的探针,在流向偏斜角为1515时,总压
7、保时,总压保持不变,而静压却对流向偏斜角非常敏感,只要持不变,而静压却对流向偏斜角非常敏感,只要,压力系数,压力系数。2023/2/1616第16页/共69页利用速度探针测量流体速度时,可按下式计算速度大小:利用速度探针测量流体速度时,可按下式计算速度大小:其中,速度探针校正系数其中,速度探针校正系数由实验确定:由实验确定:与探针头部形状、静压孔的位置以及感受部分的加工精度等有关。与探针头部形状、静压孔的位置以及感受部分的加工精度等有关。2023/2/1617第17页/共69页笛形管探针笛形管探针 在测量尺寸较大的管道内的平均速度时,经常采用笛形管探在测量尺寸较大的管道内的平均速度时,经常采用
8、笛形管探针。针。图图4-4 4-4 笛形管探针示意图笛形管探针示意图2023/2/1618第18页/共69页吸气式速度探针吸气式速度探针 在锅炉等设备中,经常有含尘量比较大的负压管道,利用吸在锅炉等设备中,经常有含尘量比较大的负压管道,利用吸气式速度探针测量该管道的气流量有其优越性。气式速度探针测量该管道的气流量有其优越性。遮板式和背靠式速度探针遮板式和背靠式速度探针 为了防止灰尘堵塞,可以用为了防止灰尘堵塞,可以用遮板式和背靠式速度探针测量管遮板式和背靠式速度探针测量管道气流。道气流。2023/2/1619第19页/共69页图图4-5 4-5 三种测高含尘浓度气流的动压管三种测高含尘浓度气流
9、的动压管吸气式吸气式遮板式遮板式背靠式背靠式2023/2/1620第20页/共69页二、可压缩性对气流速度测量的影响二、可压缩性对气流速度测量的影响 在高速气流中,必须考虑影响气体密度的压力绝对值,因为气在高速气流中,必须考虑影响气体密度的压力绝对值,因为气流速度的变化会引起压力变化。流速度的变化会引起压力变化。等熵流动的可压缩性气体的伯努利方程为:等熵流动的可压缩性气体的伯努利方程为:代入等熵流动的过程方程式:代入等熵流动的过程方程式:2023/2/1621第21页/共69页得:得:式中,式中,k是气体的等熵指数,对于空气,是气体的等熵指数,对于空气,k=1.4.引入马赫数引入马赫数Ma,可
10、得速度可得速度c与压差的函数关系,即与压差的函数关系,即2023/2/1622第22页/共69页把上式用牛顿二项式展开,并写成压差形式:把上式用牛顿二项式展开,并写成压差形式:考虑可压缩性时,气流速度的公式为:考虑可压缩性时,气流速度的公式为:式中,式中,是对可压缩性的修正系数,它与是对可压缩性的修正系数,它与Ma有关。有关。2023/2/1623第23页/共69页表表4-14-1关系关系Ma0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.00250.010.02250.040.06250.090.1280.1730.2190.2752023/2/1624第24页/共69页可压
11、缩性气流速度公式的三种近似关系:可压缩性气流速度公式的三种近似关系:第一种情况,第一种情况,第二种情况,第二种情况,第三种情况,第三种情况,(a)(b)(c)2023/2/1625第25页/共69页图图4-64-6 的近似值与精确值之比随的近似值与精确值之比随MaMa的变化的变化11式(式(a a)曲线,)曲线,22式(式(b b)曲线)曲线,3,3式(式(c c)曲线)曲线2023/2/1626第26页/共69页 根据流体力学原理,如果在规则形状的物体表面开两个对根据流体力学原理,如果在规则形状的物体表面开两个对称的小孔,则流体正对其对称轴流来时,两孔感受的压力相等;称的小孔,则流体正对其对
12、称轴流来时,两孔感受的压力相等;若来流相对于对称轴有一偏角,则两孔感受的压力必然不相等。若来流相对于对称轴有一偏角,则两孔感受的压力必然不相等。根据这一原理可设计各类方向探针,来测量流动方向。根据这一原理可设计各类方向探针,来测量流动方向。如果在两方向孔的对称轴上再开一个孔,则当流体按对称如果在两方向孔的对称轴上再开一个孔,则当流体按对称轴方向流向探针时,此孔感受的压力为总压,而方向孔上感受的轴方向流向探针时,此孔感受的压力为总压,而方向孔上感受的压力应为流体总压和静压之间的某一值。这样,只要预先将这种压力应为流体总压和静压之间的某一值。这样,只要预先将这种探针在校准风洞中进行标定,用开有三个
13、测孔的探针就可以一次探针在校准风洞中进行标定,用开有三个测孔的探针就可以一次测出平面流场中流体的总压、静压及流体速度和方向。测出平面流场中流体的总压、静压及流体速度和方向。第二节第二节 二维流场中流动方向的测量二维流场中流动方向的测量2023/2/1627第27页/共69页第二节第二节 二维流场中流动方向的测量二维流场中流动方向的测量一、方向探针一、方向探针 基于流体对基于流体对物体绕流时,物物体绕流时,物体表面的压力与体表面的压力与流动方向有确定流动方向有确定关系的原理而工关系的原理而工作的。作的。图图4-7 4-7 方向探针方向探针2023/2/1628第28页/共69页方向测量方法方向测
14、量方法对向测量:对向测量:使探针绕其本身的轴转动,当两测孔所指示使探针绕其本身的轴转动,当两测孔所指示 的压力相等时,两孔的对称中心就与流动方的压力相等时,两孔的对称中心就与流动方 向一致。这时相对于一定的参向一致。这时相对于一定的参 考方向(初考方向(初 始位置)就可以决定流动方向角。始位置)就可以决定流动方向角。不对向测量:不对向测量:将两孔的对称轴固定在某一参考方向,测量将两孔的对称轴固定在某一参考方向,测量 两孔的压力差,根据校正曲线(两孔压差与两孔的压力差,根据校正曲线(两孔压差与 流动方向的关系)确定流体流向。流动方向的关系)确定流体流向。2023/2/1629第29页/共69页图
15、图4-84-8中:中:c速度;速度;x、y、z参考轴;参考轴;-速度的空间流向角,即速度速度的空间流向角,即速度c 与平面与平面xy的夹角;的夹角;x-探针两侧孔的几何对称轴;探针两侧孔的几何对称轴;x0-探针的空气动力轴线,即在没有速度梯度的平探针的空气动力轴线,即在没有速度梯度的平 面流场中,能使两孔压力相等时的轴线;面流场中,能使两孔压力相等时的轴线;误差角,即,在误差角,即,在xyxy平面内,当有速度梯度时,空平面内,当有速度梯度时,空气动力轴线与真实流体方向之间的夹角。气动力轴线与真实流体方向之间的夹角。图图4-8 4-8 方向探针中的参数方向探针中的参数-速度的平面流向角,即速度速
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 测试 河南 农业大学
限制150内