流体力学理论在流量计量中的应用

　　1　预备知识

　　流体力学理论参考资料较多,但是理论具体应用到流量计量上的介绍并不多见。本文主要说明流体力学理论中几个重要方程在流量计量上的经典应用及部分公式推导。

　　1·1　连续性方程

　　在流量测量与仪表的设计计算中连续性方程和伯努利方程是用得最广泛的两个基本方程,它对管道中流体流动变化规律给出了清晰的概念。

　　连续性方程是质量守恒定律应用于运动流体的数学表达式。对于定常流,根据质量守恒关系,在同一管道内,截面1的质量流量qm1和截面2的质量流量qm2应有如下关系:

　　qm1=qm2　　(1)

　　因为在控制体中流体要遵守质量守恒定律,要保持流体呈连续状态,则控制体中流体的质量增加量必须是同一时间内流入与流出的质量差。如果控制体中流体质量不变,则同一时间内流入与流出的质量相等。dt时间内由dA1流入的流体质量为ρ1v1A1,由dA2

　　这就是实际流体在定常流动、重力场不变、流体不可压缩(密度不变)的条件下,在流线上任意两点之间成立的伯努利方程。

　　对于不可压缩流体定常流动,在忽略摩擦阻力及热交换情况下,等熵(可逆绝热,或者无粘性绝热过程),伯努利方程另外一种数学表达式

　　伯努利方程是流体流动的能量方程,应用非常方便。皮托管的公式直接套用伯努利方程。

　　2　皮托管

　　皮托(PITOT)管是将流体动能转化为压能,从而通过测压力算得流体运动速度的仪器。伯努利方程是流体流动的能量方程,应用非常方便。皮托管的公式直接套用伯努利方程。

　　2　皮托管

　　皮托(PITOT)管是将流体动能转化为压能,从而通过测压力算得流体运动速度的仪器。

　　可膨胀系数ε与雷诺数无关,对于给定的节流装置,已知直径比时,ε取决于差压、静压和等熵指数。

　　对于孔板,由于它不在喉部测压,只能用实验方法求得,一般采用经验公式;喷嘴和文丘里管实验值与理论值几乎一致,可以直接计算得出。对于不可压缩流体,ε等于1。