《流量測量》word版

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1、知識點1-6流量測量【學習指導】1．學習目的流體的流量是化工生產和科學實驗過程中的重要參數之一。通過本知識點學習，要學會根據工藝要求和流體性質選用適宜的流量計并進行流量測量。重點了解流體流動守恒原理在流量測量中的應用。2．本知識點的重點根據流體流動時各種機械能互相轉換關系而設計的流速計與流量計分為兩大類，即差壓（定截面）流量計，包括測速管（畢托管）、孔板流量計、文丘里流量計等，除測速管測定管截面上的點速度外，其余均測得平均速度。截面（定壓差）流量計（即轉子流量計），直接測得流體的體積流量。要求掌握各種流量計的工作原理

2、、選型和流量計算方法，并了解各種流量計的優(yōu)缺點、適用場合及安裝注意事項。3．本知識點的難點本知識點無難點，但要注意流量計下游壓強不得低于操作溫度下的飽和蒸汽壓。4．應完成的習題1-20．在φ38×2.5mm的管路上裝有標準孔板流量計，孔板的孔徑為16.4mm，管中流動的是20℃的甲苯，采用角接取壓法，用U管壓差計測量孔板兩測的壓強差，以水銀為指示液，測壓連接管中充滿甲苯?，F測得U管壓差計的讀數為600mm，試計算管中甲苯的流量為若干kg/h？[答：5427kg/h]1-21．用φ57×3.5mm的鋼管輸送80℃的熱水

3、（其飽和蒸汽壓為47.37kPa、密度為971kg/m3、粘度為0.3565mPa·s），管路中裝一標準孔板流量計，用U形管汞柱壓差計測壓強差（角接取壓法），要求水的流量范圍是10~20m3/h，孔板上游壓強為101.33kPa（表壓）。試計算：（1）U形管壓差計的最大量程Rmax；（2）孔徑d0；（3）為克服孔板永久壓強降所消耗的功率。當地大氣壓強為101.33kPa。[答：（1）1.254m；（2）d0=25.5mm；（3）Ne=616W]1-22．某轉子流量計，出廠時用標準狀況下的空氣進行標定，其刻度范圍10~

4、50m3/h，試計算：（1）用該流量計測定20℃的CO2流量，其體積流量范圍為若干？（2）用該流量計測定20℃的NH3氣流量，其體積流量范圍為若干？（3）現欲將CO2的測量上限保持在50m3/h應對轉子作何簡單加工？當地的大氣壓為101.33kPa。[答：（1）8.4~42.0m3/h；(2)13.5~67.6m3/h；(3)頂端面積削小使AR2=1.19AR1]一.差壓流量計差壓式流量計又稱定截面流量計，其特點是節(jié)流元件提供流體流動的截面積是恒定的，而其上下游的壓強差隨著流量（流速）而變化。利用測量壓強差的方法來測

5、定流體的流量（流速）。（一）測速管（測速管動畫）測速管又稱皮托（Pitot）管，這是一種測量點速度的裝置。它由兩根彎成直角的同心套管所組成，外管的管口是封閉的，在外管前端壁面四周開有若干測壓小孔，為了減小誤差，測速管的前端經常做成半球形以減少渦流。測量時，測速管可以放在管截面的任一位置上，并使其管口正對著管道中流體的流動方向，外管與內管的末端分別與液柱壓差計的兩臂相連接。當流體流近測速管前端時，流體的動能全部轉化為駐點靜壓能，故測速管內管測得的為管口位置的沖壓能（動能與靜壓能之和），即測速管外管前端壁面四周的測壓孔口

6、測得的是該位置上的靜壓能，即如果U形管壓差計的讀數為R，指示液與工作流體的密度分別為ρA與ρ。則R與測量點處的沖壓能之差相對應，于是可推得（1-61）式中?C――流量系數，其值為1.98~1.00，?？扇∽鳌?”。若將測速管口放在管中心線上，測得umax，由Remax可借助圖1-18確定管內的平均流速u。應用注意事項：測量時管口正對流向；測速管外徑不大于管內徑的1/50；測量點應在進口段以后的平穩(wěn)地段。測速的優(yōu)點是流動阻力小，可測速度分布，適宜大管道中氣速測量。其缺點是不能測平均速度，需配微壓差計，工作流體應不含固粒

7、。（二）孔板流量計（孔板流量計動畫）孔板流量計是一種應用很廣泛的節(jié)流式流量計。在管道里插入一片與管軸垂直并帶有通常為圓孔的金屬板，孔的中心位于管道中心線上，如圖1-50所示。這樣構成的裝置，稱為孔板流量計?？装宸Q為節(jié)流無件。?當流體流過小孔以后，由于慣性作用，流動截面并不立即擴大到與管截面相等，而是繼續(xù)收縮一定距離后才逐漸擴大到整個管截面。流動截面最小處（如圖中截面2-2’）稱為縮脈。流體在縮脈處的流速最高，即動能最大，而相應的靜壓強就最低。因此，當流體以一定的流量流經小孔時，就產生一定的壓強差，流量愈大，所產生的壓

8、強差也就愈大。所以根據測量壓強差的大小來度量流體流量。假設管內流動的為不可壓縮流體。由于縮脈位置及截面積難以確定（隨流量而變），故在上游未收縮處的1-1’截面與孔板處下游截面0-0’間列柏動利方程式（暫略去能量損失），得：對于水平管，Z1=Z0，簡化上式并整理后得（1-62）流體流經孔板的能量損失不能忽略，故式1-62應引進一校正系數C1，用來