超聲波流量計多普勒原理的探討   二十一

2．3．2流體動力學分析

工業流體絕大多數情況都是通過一定直徑管道流動的，在流體流速較大或粘性較小時，流體的流動呈湍流狀態，其管內流體沿橫截面流速分布規律。

2．4左面部分所示。顯然，湍流狀態的流速分布(對數速度分布)比層流狀態的流速分布(拋物線分布)要均勻得多。所以，超聲波流量計適宜應用在湍流狀態流體中，以減少由于流速分布不均勻而引起的測量誤差。

可以認為己達到湍流狀態，式中D是管道直徑，u是流速，v是流體的

運動粘滯系數。上節推導流量方程式時所使用的流速u實際上是沿管道橫截面的平均流體流速，而管內流速分布的規律根據資料可知，對于光滑圓管來說。

為光滑圓管的阻力系數，它是流體雷諾數的函數，R為圓管半徑。由

在管軸線處流速為最大值。，而趨近于管壁附近處時，流速按對數規律急劇下降到零。由此，我們可以進一步分析超聲波射線在流體中的傳播軌跡。

當流體靜止時，超聲波射線在流體中軌跡為直線P．B。對于流動流體，由于超聲波在流體中任一點的速度c2。等于靜止流體的聲速c2與該點流體流速u之矢量和，即己。=乏+麗，可以證明。

超聲波流量計