《流量的測(cè)量》課件

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1、6.1概述6.2差壓式流量計(jì)6.3轉(zhuǎn)子流量計(jì)6.4靶式流量計(jì)6.5速度式流量計(jì)6.6容積式流量計(jì)6.7質(zhì)量流量計(jì)6.8流量校驗(yàn)系統(tǒng)6.9流量計(jì)的應(yīng)用第6章流量的測(cè)量6.1概述6.1.2流量計(jì)的分類重點(diǎn)：流量的概念。難點(diǎn)：流量的計(jì)算公式。重點(diǎn)：流量的測(cè)量方法。難點(diǎn)：流量計(jì)的測(cè)量特性。6.1.1流量的概念6.1.1基本概念1）流量定義流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道(通道)中某截面的流動(dòng)介質(zhì)的數(shù)量體積流量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的流體的體積，用符號(hào)qv表示，單位為m3/s。定義式:A：管道截面積如果流體在該截面上的流速處處相等，則可簡(jiǎn)寫(xiě)為質(zhì)

2、量流量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某截面的流體的質(zhì)量，用符號(hào)qm表示，單位為kg／s。定義式:如果流體在該截面上的密度和流速處處相等，則質(zhì)量流量可簡(jiǎn)寫(xiě)為體積流量與質(zhì)量流量關(guān)系流體總量在某段時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)的體積或質(zhì)量總量稱為累積流量或流過(guò)總量。描述式：注意：對(duì)于流動(dòng)體系，壓力和溫度的變化將引起流體密度的改變。液體：△T=10℃△ρ＜1％ρ氣體：△T=10℃（或△p=10kg）△ρ≈3％ρ2）流量檢測(cè)計(jì)的構(gòu)成、檢測(cè)方法和分類①構(gòu)成流量計(jì)通常由一次裝置和二次儀表組成。一次裝置安裝于流道的內(nèi)部或外部，根據(jù)流體與之相互作用關(guān)系的物理定律產(chǎn)生一個(gè)與流

3、量有確定關(guān)系的信號(hào)，一次裝置亦稱流量傳感器。二次儀表（顯示儀表）接受一次裝置的輸出信號(hào)，給出相應(yīng)的流量值大小。②方法分類流量檢測(cè)體積流量質(zhì)量流量直接法(容積)間接法直接法(推導(dǎo)法)間接法(速度)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)排出的標(biāo)準(zhǔn)固定體積的數(shù)量。測(cè)定管道內(nèi)流體平均流速，并乘以管道截面積。檢測(cè)元件輸出信號(hào)直接反映質(zhì)量流量。同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)相關(guān)參數(shù)，通過(guò)運(yùn)算求取質(zhì)量流量速度式差壓式根據(jù)流體力學(xué)理論，通過(guò)截流元件前后壓差反映流量。a.體積流量測(cè)量方法分類表b.質(zhì)量流量測(cè)量方法分類表類別儀表名稱體積流量計(jì)容積式流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板

4、式流量計(jì)、旋轉(zhuǎn)活塞式等差壓式流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì)、均速管流量計(jì)、彎管流量計(jì)、靶式流量計(jì)、浮子流量計(jì)等速度式流量計(jì)渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等類別儀表名稱質(zhì)量流量計(jì)間接式質(zhì)量流量計(jì)體積流量經(jīng)密度補(bǔ)償或溫度、壓力補(bǔ)償求得質(zhì)量流量等直接式質(zhì)量流量計(jì)科里奧利流量計(jì)、熱式流量計(jì)、沖量式流量計(jì)等6.1.2流量計(jì)的測(cè)量特性（1）流量方程式表示流量與流量計(jì)輸出信號(hào)之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即（2）儀表系數(shù)K(頻率型流量計(jì)流量特性的主要參數(shù))：定義為單位流體流過(guò)流量計(jì)時(shí)流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)。（3）流出系數(shù)C：定義為實(shí)際流量與理想

5、流量的比值。（4）流量計(jì)的流量范圍：可測(cè)最大流量和最小流量所限定的范圍。（5）范圍度：可測(cè)最大流量與最小流量的比值。（6）壓力損失：安裝在流通管道中的流量計(jì)實(shí)際上是一個(gè)阻力件，流體在通過(guò)流量計(jì)時(shí)將產(chǎn)生壓力損失，這會(huì)帶來(lái)一定的能源損耗。6.2差壓式流量計(jì)差壓式流量計(jì)是在流通管道上設(shè)置流動(dòng)阻力件，流體通過(guò)阻力件時(shí)將產(chǎn)生壓力差，此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系，通過(guò)測(cè)量差壓值可以求得流體流量。最常用的差壓式流量計(jì)是由產(chǎn)生差壓的裝置和差壓計(jì)組合而成。6.2.1節(jié)流式流量計(jì)測(cè)量原理節(jié)流式流量計(jì)中產(chǎn)生差壓的裝置稱節(jié)流裝置，其主體是

6、一個(gè)局部收縮的阻力件，稱為節(jié)流元件。通過(guò)節(jié)流元件改變流體流通截面，從而在節(jié)流元件前后形成壓力差。節(jié)流式流量計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)可動(dòng)部件；可靠性高，復(fù)現(xiàn)性能好；適用性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用的管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計(jì)；裝置又標(biāo)準(zhǔn)化。其缺點(diǎn)是安裝要求嚴(yán)格；流量計(jì)前后要求較長(zhǎng)的直管段；測(cè)量范圍窄，一般范圍度為3：1；壓力損失較大；對(duì)于較小直徑的管道測(cè)量比較困難(D<50mm)；精度不夠高(±1%-±2%)。1)工作原理當(dāng)流體流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流件時(shí)，流速將在節(jié)流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于

7、是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差。對(duì)于管道中的不可壓縮流體，任何兩個(gè)垂直于流速的截面均有下式成立：能量守恒定律：流動(dòng)連續(xù)性定律：根據(jù)流量的定義，流量與差壓之間的關(guān)系為：在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，由于節(jié)流件的開(kāi)孔面積并不是最小收縮截面，△p有不同取壓位置等因素影響，這兩個(gè)公式需要做適當(dāng)?shù)男拚?。為此引入流量系?shù)α，最后推導(dǎo)出的流量方程式為：流量系數(shù)α是一個(gè)影響因素復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于節(jié)流法測(cè)量流量具有重要的意義。實(shí)驗(yàn)證明，在管道直徑、節(jié)流件型式、開(kāi)孔尺寸和取壓位置確定的情況下，α只與流體的雷諾數(shù)Re有關(guān)。當(dāng)Re大于臨界值時(shí)，流量系數(shù)可以認(rèn)為是

8、一個(gè)常數(shù)。因此節(jié)流式流量計(jì)應(yīng)工作在臨界雷諾數(shù)以上。（通常要求流速不低于一定值）雷諾數(shù)：Re=vd/γ。γ：運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)(㎡/s)Re臨界值一般取2000。Re>2000，紊流；Re<2000，層流。6.2.2節(jié)流裝置節(jié)流裝置的安裝使用①必須保證節(jié)流裝置的開(kāi)孔和管道的軸線同心,并使節(jié)流裝置端