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流量测量过程中常见的几个物理参数

2018-03-01 16:53:05      点击:

一、密度

  流体和自然界的其他物体一样,具有质量。流体的这种性质用密度来表示。均质流体的密度等于其质量和体积的比值,即:

流量测量过程中常见的物理参数,从事流量仪表行业的人要知道

式中,ρ是密度,单位为kg/m³;V是均质流体的体积,单位为m³;m是均质流体的质量,单位为kg。

备注:工程上最常设计的不能作为理想气体采用理想气体状态方程进行密度计算的气体是蒸汽,因为蒸汽通常以饱和蒸汽和过热蒸汽两种状态存在。

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二、黏度

  流动着的流体,如果各流体层的速度不相等,那么相邻的两个流层之间的接触面上将形成一对阻碍两流层相对运动的等值而反向的摩擦力,叫做内摩擦力。流体的这种性质叫做黏滞性。

根据牛顿实验研究的结果, 流体运动所产生的内部摩擦力与沿接触面法线方向的速度梯度成正比,与接触面的面积成正比,与流体的物理性质有关,而与接触面上的压力无关。这个关系称为牛顿内摩擦定律。数学式为:

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式中,T是流体层接触面上的内摩擦力,单位为N;A是流体层之间的接触面积,单位为㎡;

du/dy是沿接触面法线方向的速度梯度,单位为1/s;

表示流体物流性质的一个比例系数,叫做动力黏度(黏性动力系数),单位是Pa·s;

  动力黏度的单位为Pa·s。在厘米克秒制中,动力黏度的单位为g/cm·s,叫做P(泊),百分之一泊为cP(厘泊)。

备注:各种流体的动力黏度值各不相同。液体的动力黏度随温度和压力而变化,但是压力的影响很小,实用上常忽略不计。温度升高,流体的动力黏度减小。和液体相反,气体的动力黏度却随温度的升高而增大。

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三、可压缩性与热膨胀性

  流体在外力作用下,其体积或密度可改变的性质,称为流体的可压缩性;而流体在温度改变时其体积或密度可改变的性质,则称为流体的热膨胀性。

  等温压缩系数表示在一定温度下压强增加一个单位时流体密度的相对增加率,因此它是衡量流体可压缩性的一个物理量。

  热膨胀系数表示在一定压强下,温度增加1K时流体密度的相对减小率。

  严格来说,实际流体都是可以压缩的,只是程度不同而已。

四、比热容和绝热指数

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  使单位质量物体温度升高1K所需要的热量,称为该物体的比热容。气体在升温过程中所需要的热量或降温过程所释放的热量与它所处的过程条件相关,最常见的过程是升温或降温时维持物体的体积不变或压力不变,与这两个过程相应的比热容分别称为定容比热容CV或定压比热容Cp,其单位为J(KG·K)。

  用差压流量计测量气体流量时,为了求出气体的膨胀修正系数,就需要知道气体的比热容比,也即绝热指数,就是该种气体的定压比热容Cp与定容比热容Cv之比。