气体管道流速与流量测量
项目编号
082032-2
项目名称
气体管道流速与流量测量
面向专业
材料科学与工程
课程名称
硅酸盐工业热工基础
教材,实习指导名称
硅酸盐工业热工基础实验
所属院系
材料科学与工程学院
所属实验室
工程与功能材料实验室
实验类别
专业课
实验类型
其它
实验要求
必做
难易程度
一般
计划学时
4
学分
0.2
实验套数
2
每组人数
25
最多容纳人数
50
实验项目简介:
利用毕托管的测速原理测量气体管道流速与流量
实验目的:
1.熟练掌握毕托管的测速原理和使用方法.
2.掌握管道截面上平均流速(流量)的测量方法.
3.加深对伯努利方程在工程实验中运用的认识.
对实验原理与方法的要求:
气体流速测量的仪器主要有:毕托管,旋桨式风速仪,热球式风速仪和激光流速仪.但以毕托管测量流速最为常用.它具有可靠度高,成本低,耐用性好,使用简便等优点.
毕托管能测出管道截面某一点上气体的速度.图1表示出毕托管的测速原理.在管道的截面上插入套装在一起的同心小管.内管的管嘴正迎向流动着的气体.外管的末端包焊在内管的外壁上面,其壁面上开有一些同气体流动方向相垂直的小孔.故外管只能感受到气体静压头的作用,内管除了能感受气体静压头的作用之外,还能感受气体速度压头的作用.将这两根小管分别接到U形压强计的两侧,压强计将显出一读数R.根据读数R即可算出测量点上的速度压头pd =ρ'gR=ρu2/2 的大小.于是速度
式中:ρ'为压强计内液柱的密度,ρ为所测气体的密度.
必须着重指出,u并不是管道截面上的平均流速.毕托管只能直接测出测量点上的气体的点速度.若要使用毕托管来测量管道截面的平均流速,须采用下述办法来确定管道截面的平均流速:
对圆形管道,可将其截面分成若干个面积相等的同心圆环(如图2).在每个环的居中位置上取2～4个读数,再取读数的平均值,求得平均流速.
各个圆环测点与管中心的距离用下式确定:
式中:ri-----管中心与第i个圆环测点的距离;
D----管道内径,毫米;
m-----等面积圆环数,因管道直径之不同而异,可参照下表决定:
管道内径与等面积圆环个数的关系
管道内径D(mm) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
等面积圆环个数m 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
对于矩形管道,也可以划分成若干个面积相等的小矩形,在各个小矩形的中心测定流速(如图3),然后再求平均流速.
对操作技能与仪器设备的要求:
本实验主要仪器和设备有:
1.毕托管.
2.压力计.视气体压力大小可选择U形管压力计或微压计.
3.气体管道.
4.温度计,卷尺,胶布等.
对实验报告的要求:
要求用正规实验纸,书写清晰,详细叙述试样名称,外观及尺寸,实验步骤,阐明实验中出现的现象,明确试验目的,记录原始数据,注明实验日期.
其他特殊要求:
1.测定数据记录
2.计算被测气流的密度
3.计算各测点的流速
4. 计算平均流速
5.计算气流流量