（1）压力测定
U型管压差计
P1 P2
H
R
A ' A'
A-A’为等压面
PA=PA’ PA= 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?
微差压差计 — 放大读数
P1
P2
a b
特点：
（1）内装两种密度相 近且不互溶的指示 剂；
高度（mmH2O，mmHg 等）。
换算关系为：
1atm 1.033kgf / cm2 760mmHg 10.33mH2O 1.0133bar 1.0133105 Pa
1工程大气压 1kgf / cm2 735.6mmHg 10mH2O 0.9807bar 9.807104 Pa
2、压强的表示方法
R （2）U型管两臂各装 扩大室（水库）。
P1-P2=（a- b）Rg
倾斜液柱压差计
R1
R= R1 sin
(2) 液位的测定
液位计的原理——遵循静止液体内部压强变化的规律, 是静力学基本方程的一种应用。
液柱压差计测量液位的方法：
由压差计指示液的读数R可以计算 出容器内液面的高度。
当R＝0时，容器内的液面高度将
4）测速管安装于管路中，装置头部和垂直引出部分都将对管道内流 体的流动产生影响，从而造成测量误差。因此，除选好测点位置，尽量 减少对流动的干扰外，一般应选取皮托管的直径小于管径的1/50。
优点：结构简单、阻力小、使用方便，尤其适用于测量气体管道内的流速。 缺点：不能直接测出平均速度，且压差计读数小，常须放大才能读得准确。
单位为m3/kg。
在数值上:
1
2）比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比
值，用 d 表示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
,
4 C水
4C水 1000kg / m3
二、流体的静压强
1、压强的定义 流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强， 简称压强。
pP 或 A
SI制单位：N/m2，即Pa。 其它常用单位有： atm（标准大气压）、工程大气压 kgf/cm2、bar；流体柱
p1 u12 p2 u22
22
1
p1
p2
u22
u12 2
u22 2
1
A2 A1
2
p2
2 0
R
孔板流量计
u2
1
1 A2
A1 2
2 p1 p2
A1u1 A2u2 A0u0 (孔口)
用 A0 代替 A2， 再考虑到机械能损失
孔流系数：取决于 截面比A0/A1,管内雷 诺数Re1,孔口的形状 及加工精度等。
常数
变量
V u0 A0 C R A0
2V f f g A f
流量系数
定管长位置。
优点：其永久损失小，故尤其适用于低压气体的输送。
总结：
u A•
变压头流量计的特点是：
恒截面，变压头。 R
1
2
0
R
R
孔板流量计
四、转子流量计
1、结构和原理 转子流量计.swf
u0
0
0
微锥形玻璃管，锥角
约为4左右 。
1
转子（或称浮子）,直径略 小于玻璃管的内径；
1 u1
转子密度须大于被测流体
2、影响因素：温度和压力 （1）液体 —
认为不可压缩的流体，与压力无关，温度升 高，密度降低。
（3）混合物的密度
1）液体混合物的密度ρm
取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:
xwA、xwB、、xwn ,
其中xwi
mi m总
当m总 1 kg时， xwi mi
假设混合后总体积不变，
V总
1）绝对压强（绝压）： 流体体系的真实压强称为绝对压强。 2）表压 强（表压）： 压力上读取的压强值称为表压。
3）真空度： 真空表的读数
绝对压强、真空度、表压强的关系为
表压
实测压力
绝对压
真空度 绝压（余压）
大气压 实测压力
绝对零压
表压＝绝对压-大气压 真空度＝大气压 - 绝对压
2、静力学方程的讨论
u0
CD 1 A0 A1 2
C0
2 p1 p2
2 p1 p2
C0
2gR0
孔流系数
V u0 A0 C0 A0
2gR0
孔板一定时：
C0
f
Re1
,
A0 A1
C0
当Re1超过某界限值时，C0不 再随Re1而变C0=const，此时 流量就与压差计读数的平方
根成正比，因此，在孔板的
um
1 2
umax
du dy
湍流
质点的脉动
1
u
umax
1
r R
n
(n
7)
um 0.82umax (n 7)
du dy
一、测速管：又称皮托（Pitot）管
1、测速管的结构和原理
对于某水平管路，测速管的内管A点测得的
是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和
，称为冲压头 。
hA
u2 2g
pA
第一章
流体流动
概述
一．连续介质模型
把流体视为由无数个流体微团（或流体
质点）所组成，这些流体微团紧密接触，
u
彼此没有间隙。这就是连续介质模型。
流体微团（或流体质点）：
宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有 维度的点；
同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子， 其行为已经表现出大量分子的统计学性质。
液封的作用： 若设备内要求气体的压力不超过某种限度时，液封的作 用 就是： 当气体压力超过这个限度时，气体冲破液封流出，又称 为安全性液封。
若设备内为负压操作，其作用是： 液封需有一定的液位，其高度的确定就是根据流体静力 学基本方程式。
液封 p
p 气体
气
水
R
真空表
气
R R
第二节 流体在管内的流动
g
B点测得为静压头
hB
pB
g
冲压头与静压头之差
u
p
A•
R
hA hB
pA pB
g
u2 2g
压差计的指示数R代表A，B两处的压强之差。 若所测流体的密度为ρ，U型管压差计内充有密度为ρ’的
指示液，读数为R。
u2 R ' g
2g
g
u 2gR( )
——测速管测定管内流体的基本原理和换算公式
实际使用时
uc
2gR( )
c=0.98~1.00
2、使用皮托管的注意事项
1）测速管所测的速度是管路内某一点的线速度，它可以用于测定流 道截面的速度分布。
2）一般使用测速管测定管中心的速度，然后可根据截面上速度分布 规律换算平均速度。
3）测速管应放置于流体均匀流段，且其管口截面严格垂直于流动方 向，一般测量点的上，下游最好均有50倍直径长的直管距离，至少应有 8~12倍直径长的直管段。
达 到 允 许 的 最 大 高 度 ， 容 器 内 液 面
愈低，压差计读数R越大。
'
R
远距离控制液位的方法：
B
压缩氮气自管口 经调节阀通入，调 节气体的流量使气 流速度极小，只要 在鼓泡观察室内看 出有气泡缓慢逸出 即可。
R
Ah
压差计读数R的大小，反映出贮罐内液面的高度 。
(3) 液封高度的计算
一、流量与流速
质量流量，用 流量 体积流量，用
m 表示，kg V表示，m 3
s s
m V
质量流速
m
G
又称质量通量，单位为 kg/m2s
A
流速
体积流速
----- 平均 流速u V
vdA
A
，单位：m/s
A
A
点速度
v，单位m/s
关系： G u
m GA uA
对于圆形管道
A d2
4
u
VS
d
（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。
MP
RT
0T0 P
TP0
第一节 流体静力学基本方程式
研究外力作用下的平衡规律 一、密度 1.定义：单位体积流体所具有的质量。
ρ= m / V [ kg / m3] 流体中某点密度：
0.5
0.4 0.3 0.2 0.1 0.05
使用注意事项：
安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段， 上游长度至少应为10d1，下游为5d1 优点：构造简单，制造和安装都很方便 缺点：机械能损失（称之为永久损失）大。
hf C02 Rg'
孔板的缩口愈小，孔口速度愈大，读数就愈大，阻力损失愈 大。所以，选择孔板流量计A0/A1的值，往往是设计该流量计的核 心问题。
对于不可压缩性流体,密度可视为不变
u1 A1= u2 A2
------连续性方程
圆形管道 ： u1 /u2 = (d2/d1)2
二、流动类型与雷诺准数
1、雷诺实验
2、雷诺数Re
Re du
雷诺数的因次 ：
Re
du
mm / s. kg /
N.s / m2
m3
m0kg0s0
Re是一个没有单位，没有因次的纯数 。 在计算Re时，一定要注意各个物理量的单位必须统一。 雷诺准数可以判断流型