《流量測(cè)量技術(shù)》課件

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1、第8章流量測(cè)量技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究試驗(yàn)中，流量都是一個(gè)很重要的參數(shù)。例如，在石油化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)檢測(cè)和控制中，為了有效地操作、控制和監(jiān)測(cè)，需要檢測(cè)各種流體的流量。此外，對(duì)物料總量的計(jì)量還是能源管理和經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)。流量檢測(cè)儀表是發(fā)展生產(chǎn)、節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的重要工具。本章介紹流量測(cè)量的基本知識(shí)和常用的流量檢測(cè)儀表。8.1流量測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)8.2流量測(cè)量?jī)x表8.3流量標(biāo)準(zhǔn)裝置8.1流量測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)8.1.1流量和流量計(jì)8.1.2流體的物理性質(zhì)與管流基礎(chǔ)知識(shí)8.1.3流量測(cè)量方法與流量?jī)x表的分類(lèi)8.1流量測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)8.1.1流量和流量計(jì)流

2、量定義：(瞬時(shí)流量、累積流量)指單位時(shí)間內(nèi)流體(氣體、液體或固體顆粒等)流經(jīng)管道或設(shè)備某處橫截面的數(shù)量，又稱(chēng)瞬時(shí)流量。體積流量：當(dāng)流體以體積表示時(shí)稱(chēng)為體積流量;質(zhì)量流量：當(dāng)流體以質(zhì)量表示時(shí)稱(chēng)為質(zhì)量流量。V?體積；M?質(zhì)量；t?時(shí)間；A?截面面積；ρ?流體的密度；累積流量：平均流速：?流體在流過(guò)截面上各點(diǎn)的流速。體積流量和質(zhì)量流量關(guān)系：已知流體的密度和體積流量，即可換算出質(zhì)量流量。但流體的密度是隨流體的溫度、壓力變化而變化的，特別是氣體，其密度隨壓力、溫度變化而顯著不同，換算時(shí)應(yīng)予以考慮。計(jì)量單位：體積流量的計(jì)量單位為米3／秒(m3／s)，質(zhì)量流量的計(jì)量單位為千克／

3、秒(kg／s)；累積體積流量的計(jì)量單位為米3(m3)；累積質(zhì)量流量的計(jì)量單位為千克(kg)。工程上還使用的流量計(jì)量單位有：米3／時(shí)(m3／h)升／分(L／min)噸／小時(shí)(t/h)升(L)噸(t)等在工業(yè)生產(chǎn)中，瞬時(shí)流量是涉及流體介質(zhì)的工藝流程中需要控制和調(diào)節(jié)的重要參量，用以保持均衡穩(wěn)定的生產(chǎn)和保證產(chǎn)品質(zhì)量。累積流量則是有關(guān)流體介質(zhì)的貿(mào)易、分配、交接、供應(yīng)等商業(yè)性活動(dòng)中必知的參數(shù)之一，它是計(jì)價(jià)、結(jié)算、收費(fèi)的基礎(chǔ)。用于測(cè)量流量的汁量器具稱(chēng)為流量計(jì)．通常由一次裝置和二次儀表組成；一次裝置安裝于流體導(dǎo)管內(nèi)部或外部，根據(jù)流體與一次裝置相互作用的物理定律。產(chǎn)生一個(gè)與流量有確

4、定關(guān)系的信號(hào)。一次裝置又稱(chēng)流量傳感器；二次儀表接受一次裝置的信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成流量顯示信號(hào)或輸出信號(hào)。流量計(jì)可分為專(zhuān)門(mén)測(cè)量流體瞬時(shí)流量的瞬時(shí)流量計(jì)和專(zhuān)門(mén)測(cè)量流體累積流量的累積式流量計(jì)。累積式流量計(jì)又稱(chēng)計(jì)量表。隨著流量測(cè)量?jī)x表及測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)流量計(jì)都同時(shí)具備測(cè)量流體瞬時(shí)流量和計(jì)算流體總量的功能。8.1.2流體的物理性質(zhì)與管流基礎(chǔ)知識(shí)1.流體的密度單位體積的流體所具有的質(zhì)量稱(chēng)為流體密度，用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示為：M?流體質(zhì)量；V?流體體積；?流體的密度。流體密度是溫度和壓力的函數(shù)。單位是千克／米3(kg/m3)。2.流體粘度流體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻滯剪切變形的粘滯力與流體的速度

5、梯度和接觸面積成正比，并與流體粘性有關(guān)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：上式稱(chēng)為牛頓粘性定律。F?粘滯力；A?接觸面積；?流體垂直于速度方向的速度梯度；?表征流體粘性的比例系數(shù)，流體的動(dòng)力粘度。流體的動(dòng)力粘度與流體密度的比值稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)粘度，即動(dòng)力粘度的單位為牛頓·秒/米2（N·S/m2），即帕斯卡秒（Pa·S）；運(yùn)動(dòng)粘度的單位為米2/秒（m2/S）。3.流體的壓縮系數(shù)和膨脹系數(shù)在一定的溫度下，流體體積隨壓力增大而縮小的特性，稱(chēng)為流體的壓縮性；在一定壓力下，流體的體積隨溫度升高而增大的特性，稱(chēng)為流體的膨脹性。壓縮系數(shù)：當(dāng)流體溫度不變而所受壓力變化時(shí)，其體積的相對(duì)變化率：—流體的體積壓

6、縮系數(shù)，（1／Pa）；—流體的原體積，(m3)；—流體壓力增量，(Pa)；—流體體積變化量，(m3)；—流體的體積膨脹系數(shù)(1／℃)；—流體的原體積，(m3)；—流體體積變化量，(m3)；—流體溫度變化量(℃)。膨脹系數(shù)：在一定的壓力下，流體溫度變化時(shí)其體積的相對(duì)變化率，即4.雷諾數(shù)雷諾數(shù)是流體流動(dòng)的慣性力與粘滯力之比，表示為：—雷諾數(shù)（無(wú)量綱數(shù)）；—流動(dòng)橫截面的平均流速，（m/s）；—?jiǎng)恿φ扯?，（N·S/m2）；—運(yùn)動(dòng)粘度，（m2/S）；—流體的密度，(kg/m3)；—特征長(zhǎng)度，（m）。雷諾數(shù)是判別流體狀態(tài)的準(zhǔn)則，在紊流時(shí)流體流速分布更是與雷諾數(shù)有關(guān)，因此在流量

7、測(cè)量中，雷諾數(shù)是很重要的一個(gè)參數(shù)。5.管流類(lèi)型(1)單相流和多相流管道中只有一種均勻狀態(tài)的流體流動(dòng)稱(chēng)為單相流，如只有單純氣態(tài)或液態(tài)流體在管道中的流動(dòng)；兩種以上不同相流體同時(shí)在管道中流動(dòng)稱(chēng)為多相流。(2)可壓縮和不可壓縮流體的流動(dòng)流體可分為可壓縮流體和不可壓縮流體，所以流體的流動(dòng)也可分為可壓縮流體流動(dòng)和不可壓縮流體流動(dòng)兩種。通常把流體充滿(mǎn)管道截面的流動(dòng)叫管流。管流分為下述幾種類(lèi)型：(3)穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，若其各處的速度和壓力僅和流體質(zhì)點(diǎn)所處的位置有關(guān)，而與時(shí)間無(wú)關(guān)，則流體的這種流動(dòng)稱(chēng)為穩(wěn)定流；若其各處的速度和壓力不僅和流體質(zhì)點(diǎn)所處的位置有關(guān)，而且與時(shí)間出

8、有關(guān)，則流