超声波流量计主机与探头原理探讨 二十
但是由于管道流体流速分布规律的极其复杂性,人们对流体流速分布规律的研究仅限于理想管道流,即光滑层流条件下的流体流速分布规律和光滑紊流条件下的流体流速分布规律。
层流和紊流是流体流动的两种状态。流速较低或管壁粘性较大时,流体流动的状态是平滑的层状流动,主要是轴向的运动;流速较高或管壁粘性小时,流体质点呈杂乱不规则的流动,即紊流,此时管内流体的流动不仅有轴向的还有横向的。两种不同流动状态对应着管内的速度分布也不同。层流状态下的速度分布形式为抛物线状,而紊流状态下流速以管道轴线为中心呈对数曲线对称分布,即管道内的速度分布趋于平坦,因此紊流状态的速度分布比层流状态的速度分布均匀得多,超声波流量计也更适合在紊流状态流体中应用,以减少由于流速分布不均匀带来的误差。根据流体力学可知,雷诺数Re 是流体流动状态的一个判断依据,一般认为,Re=2300 可作为流体从层流状态到紊流状态的临界判断。
②Re<2300 时,流体流动为层流状态,管内流体流速分布为[18]:
②当Re>2300 时,流体开始向紊流状态过渡,通常介于层流和紊流之间的状态也作为紊流状态处理, 而我们所需要知道的是管道横截面上的平均速度d v ,同样利用式,
超声波流量计