《流量測量》課件

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1、化工原理PrinciplesofChemicalEngineering流體流動在工業(yè)生產(chǎn)過程中，流量是重要的操作參數(shù)之一。測量流量的儀表也是多種多樣的，但按其工作原理來分，流量儀表大致可分為三大類：1.7流量測量流量計的分類：1.容積式流量計如：橢圓齒輪流量計、旋轉(zhuǎn)活塞式流量計等。速度式流量計如：孔板流量計、文丘里流量計和轉(zhuǎn)子流量計等。3.質(zhì)量流量計一、測速管（皮托管---Pitottube）1、結(jié)構(gòu)2、原理內(nèi)管A處外管B處點速度：即討論：（1）皮托管測量流體的點速度，可測速度分布曲線；（3）測管中心最大流速，由求平均流速，再計算流量。（見課本P53圖1-

2、38）3、安裝（1）測量點位于均勻流段，上、下游各有50d直管距離；（2）皮托管管口截面嚴格垂直于流動方向；（3）皮托管外徑d0不應(yīng)超過管內(nèi)徑d的1/50，即d0

3、速u0來代替。解決辦法:引入一校正系數(shù)C，則（3）式變?yōu)椋海?）則令（5）將（5）式帶入（4）式整理得：（6）對不可壓縮流體，根據(jù)質(zhì)量守恒方程得：（4）根據(jù)流體靜力學原理可知：（7）令（8）（6）將（7）式和（8）式代入（6）式得：（9）C0——孔流系數(shù)說明：（1）C0的引入在形式上簡化了流量的計算公式，但實質(zhì)上并未改變問題的復雜性。一般由實驗求得。（2）孔口邊緣易磨損和腐蝕，所以流量計應(yīng)定期進行校正。則所測流量為：討論：（3）特點：恒截面、變壓差——差壓式流量計（4）流量系數(shù)C0對于取壓方式、結(jié)構(gòu)尺寸、加工狀況均已規(guī)定的標準孔板Red是以管道的內(nèi)徑d1計

4、算的雷諾數(shù)（5）當Re>Re臨界時，(3)測量范圍一般C0=0.6~0.7孔板流量計的測量范圍由U形壓差計量程決定。Re臨界值3、安裝及優(yōu)缺點（1）安裝在穩(wěn)定流段，上游l>10d，下游l>5d；（2）結(jié)構(gòu)簡單，制造與安裝方便；（3）能量損失較大。三、文丘里（Venturi）流量計屬差壓式流量計；能量損失小，造價高。一、結(jié)構(gòu)與特點CV——流量系數(shù)（0.98～0.99）A0——喉管處截面積四、轉(zhuǎn)子流量計1、結(jié)構(gòu)及測量（2）測量過程演示（1）結(jié)構(gòu)：2、原理及流量方程假設(shè)一定的流量條件下，轉(zhuǎn)子處于平衡位置時，截面2-2和截面1-1的靜壓強分別為P2和p1，若忽略轉(zhuǎn)

5、子旋轉(zhuǎn)的切向力，列出力的平衡方程式如下：（1）（2）將（1）式代入（2）式得：式中：CR——轉(zhuǎn)子流量計的流量系數(shù)，與Re值及轉(zhuǎn)子形狀有關(guān)，由實驗測定AR——玻璃管與轉(zhuǎn)子之間的環(huán)隙面積（1）適用于管徑小于50mm、低雷諾數(shù)的流體的流量測量；（2）轉(zhuǎn)子流量計上的刻度是在一定條件下用一定的流體測定并進行刻度的，當實際測量條件和流體種類不同時，要對讀數(shù)進行校正。（3）特點：說明：標定流體：20℃水（?＝1000kg/m3）20℃、101.3kPa下空氣（?＝1.2kg/m3）1——標定流體2——被測流體恒壓差、恒流速、變截面——截面式流量計。對氣體轉(zhuǎn)子流量計3、安

6、裝及優(yōu)缺點（1）安裝：①永遠垂直安裝，且下進、上出，安裝支路，以便于檢修。②讀數(shù)方便，流動阻力很小，測量范圍寬，測量精度較高；③玻璃管不能經(jīng)受高溫和高壓，在安裝使用過程中玻璃容易破碎。①優(yōu)點：讀取流量方便，能量損失小，測量范圍寬，能用于腐蝕性流體的測量；②缺點：（2）特點：轉(zhuǎn)子流量計的管壁大多為玻璃制品，不能經(jīng)受高溫和高壓，在安裝和使用過程中易破碎，且要求安裝時必須保持垂直。轉(zhuǎn)子流量計應(yīng)用舉例：某轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子為不銹鋼（ρ鋼=7920kg/m3），水的流量刻度范圍為250~2500L/h，如將轉(zhuǎn)子改為硬鉛（ρ鉛=10670kg/m3），保持形狀和大小不變

7、，用來測定ρ液=800kg/m3的流體，問轉(zhuǎn)子流量計的最大流量為多少？可測液體最大流量qs液=1.34×2500=3360L/h。小結(jié)流體靜力學流體動力學——柏努力方程流體流動現(xiàn)象——兩種流型流體阻力計算流量測定