● 以机械能衡算方程为基础的测定方法，应用公式： 1.6 流速和流量测定 ● 流体的速度和流量测定是一个重要的测量参数； ● 测量用的方法和流量计的种类很多。
1.6.1 测速管（毕托管 Pitot ） (1) 结构 同心套管、压差计 。
(2) 测量原理 未放测速管时，截面各点均为静压能。 放入测速管后， 外管：开口平行于流向 p B —— 静压能； 内管：开口垂直于流向 p A —— 滞点压力。 滞点压力 ( 冲压能 ) = 静压能 + 动能 A B R 毕托管构造原理示意图
C P ：校正系数，一般取 0.98 ～ 1.00 ( 实测 ) 流量计标定：校正流量计的过程。 (3) 使用方法 1) 测量点速度 问题：如何测平均流速、流量、速度分布 平均流速：放于管中心处，测出 u max ， 层流： 湍流：
a ）管口截面： 严格垂直于流体的流动方向； b ）测量点选择： 在稳定流动段（直管段）， 且前后直管各 50d, 至少 8-12d ； c ）毕托管直径： 外径不超过管径的 1/50 ； d ）测量气体时： 压力变化不超过 15% ； 要求气体流速 > 5 m/s ； e ）压差较小时： 可配合微差压差计使用。 3) 适用条件 大直径管路，流体含固体杂质时不宜采用。 2) 安装
4 ）毕托管的优点： ◇ 结构简单； ◇ 使用方便； ◇ 流体的机械能损失很少。 5 ）毕托管的局限性： ◇ 测速管较多地用于测量气体流场中某点的速度； ◇ 测压孔易堵塞。
1.6.2 孔板流量计 (1) 结构及特点 1) 结构 孔板：测量元件； 缩脉：孔板后 1/3 ～ 2/3 d 处。 R d1S1u1d1S1u1 d0S0u0d0S0u0 d2S2u2d2S2u2 孔板流量计
压差计两种取压方式： 缩脉取压：孔板前 1d 孔板后 0.5d 处。 角接取压：孔板前后，并尽量靠近孔板。 工业上，常用角接取压。 2) 特点：节流式流量计 ( 恒截面，变压差 ) (2) 测量原理 在上图所示的 1-1 、 2-2 面间列机械能衡算方程： 若不考虑阻力损失，有：
或 考虑阻力损失，并以孔口流速 u 0 代替缩脉处速度 u 2 ，则有： 又 — 流量系数或孔流系数 式中：
孔流系数C0孔流系数C0 流量系数与 Re 之间的关系
(3) 安装要求 1) 稳定段长度：上游 15~40d ，下游 5d 处； 2) 不宜安装在要求阻力很小处 ( 如泵入口 ) 。 (4) 主要优缺点 优点：结构简单，制造、使用方便，造价低； 缺点：永久阻力损失大（实测压差的 75% ）。
1.6.3 文丘里流量计 (1) 结构及特点 1) 结构 喉管 2) 特点 节流式流量计 ( 恒截面，变压差 )
(2) 测量原理 列 1-1 及 2-2 面间的机械能方程式：
’’×2’’ 200’’×100’’ 文丘里流量计流量系数
(3) 安装要求 稳定段长度：上游 50d ，下游 10d 。 (4) 主要优缺点 优点：永久阻力损失小 ( 实测压差 Δp 1-3 的 10%) ； 缺点：造价较高，本身尺寸较长。 问题：未知流速，如何求 C v ? 试差法
(5) 孔板流量计和文丘里流量计 1) 只能测平均流速，不能测速度分布； 2) 采用试差法求流量系数 C v 或 C 0 ； 3) 可绘制校正曲线，直接查取压差 - 流量关系。 转子流量计 (1) 结构与特点 1 ）结构 锥形体（锥角约 4 0 ）； 转子（密度大于流体密度）。 2) 特点： 变截面，恒压差。
列 1-1 及 2-2 间的机械能衡算方程： (2) 测量原理 原理：转子在流体中受力平衡 对控制体 ( 含转子的圆柱体 ) 作力衡算： z2z2 z1z1 2 1 转子受力分析
(3) 流量计的校正 1) 刻度标准 ( 厂家 ) ：液体 20 ℃、 水； 气体 20 ℃、 Pa 的空气。 2) 条件变化时，校正方法： * 测不同种类流体时， a ）校正密度 同一刻度下，
b ）实验，重新标定刻度 - 流量曲线 ( 常用方法） * 量程不符时， 改变转子 ρ f 、 V f 、 S f 3) 转子流量计的量程 4) 阻力损失
(5) 使用 1) 用于清洁或腐蚀性流体测量； 2) 玻璃管不耐高温、高压，易碎； 3) 开启时，应缓慢调节流量阀。 1) 必须垂直安装（只能测垂直管中流量）； 2) 必须保证转子位于管中心； （转子上刻有斜槽） 3) 各种流量计在管路中的安装； 为便于检修，各种流量计均应有旁路。 (4) 安装
1) 优点 阻力损失小，测量范围宽， 流量计前后不需稳定管段。 (6) 转子流量计的优缺点 2) 缺点 不耐高压 ( 小于 0.5 MPa) ， 管道直径有限 ( 小于 50mm) 。 堰 (1) 结构 堰板 ---- 具有不同形状的缺口 b H α 三角形堰 (2) 用途：用于测定明渠中流体的流量。
（ 3 ）流量 对长方形堰口： 式中： b — 堰顶宽度， m ； H — 堰口高度， m 对三角形堰口：