《流量測(cè)量技術(shù)》PPT課件(I)

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1、第8章流量測(cè)量技術(shù)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)裝置流量測(cè)量技術(shù)和儀表的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)過程能源計(jì)量一次能源（煤炭、原油、瓦斯氣、石油氣、天然氣）二次能源（電力、焦炭、煤氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及含能工質(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等生物技術(shù)交通運(yùn)輸環(huán)保工程空氣污染(煙廢氣排放)、水污染管道輸送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V--體積；M--質(zhì)量；t--時(shí)間；A--截面面積；ρ--流

2、體密度流量的概念和單位流體的流量是指在短暫時(shí)間內(nèi)流過某一流通截面的流體數(shù)量與通過時(shí)間之比，該時(shí)間足夠短以致可認(rèn)為在此期間的流動(dòng)是穩(wěn)定的。此流量又稱瞬時(shí)流量。流體數(shù)量以體積表示稱為體積流量，流體數(shù)量以質(zhì)量表示稱為質(zhì)量流量。單位：m3/s單位：Kg/s平均流速：?流體在流過截面上各點(diǎn)的流速。體積流量和質(zhì)量流量關(guān)系：累計(jì)流量在某段時(shí)間內(nèi)流體通過的體積或質(zhì)量總量稱為累積流量或流過總量，它是體積流量或質(zhì)量流量在該段時(shí)間中的積分，表示為：?jiǎn)挝唬簃3單位：Kg8.1.2流體的物理性質(zhì)與管流基礎(chǔ)知識(shí)1.流體的密度2.流體

3、粘度3.流體的壓縮系數(shù)和膨脹系數(shù)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雷諾數(shù)小，意味著流體流動(dòng)時(shí)各質(zhì)點(diǎn)間的粘性力占主要地位，流體各質(zhì)點(diǎn)平行于管路內(nèi)壁有規(guī)則地流動(dòng)，呈層流流動(dòng)狀態(tài)。雷諾數(shù)大，意味著慣性力占主要地位，流體呈紊流流動(dòng)狀態(tài)，一般管道雷諾數(shù)Re＜2000為層流狀態(tài)，Re＞4000為紊流狀態(tài)，Re＝2000～4000為過渡狀態(tài)。在不同的流動(dòng)狀態(tài)下，流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．流速的分布等都是不同的，因而管道內(nèi)流體的平均流速υ與最大流速υmax的比值也是不同的。因此雷諾數(shù)的大小決定了粘性流體的流動(dòng)特性。研究

4、具有圓形截面的管內(nèi)流動(dòng)情況，當(dāng)管內(nèi)流體為層流狀態(tài)時(shí)，沿半徑方向上的流速分布可用下式表示：—距管中心距離處的流速；—管中心處最大流速；—距管中心徑向距離；—管內(nèi)半徑。當(dāng)管內(nèi)流體為紊流狀態(tài)時(shí)，沿半徑方向上的流速分布為：n—隨流體雷諾數(shù)不同而變化的系數(shù)圓管內(nèi)的流速分布通過測(cè)流速求流量的流量計(jì)一般是檢測(cè)出平均流速然后求得流量。對(duì)于層流，平均流速是管中心最大流速的0.5倍()；紊流時(shí)的平均流速與值有關(guān)：表8-1雷諾數(shù)與n的關(guān)系2.5610.5420.5632.007.07.38.08.338.453.670.084

5、.48.58.89.09.2110.0152.0198.0278.09.49.79.89.97.流體流動(dòng)的連續(xù)性方程和伯努利方程(1)連續(xù)性方程任取一管段，設(shè)截面Ⅰ、截面Ⅱ處的面積、流體密度和截面上流體的平均流速分別為A1、、和A2、、。=(2)伯努利方程當(dāng)理想流體在重力作用下在管內(nèi)定常流動(dòng)時(shí)，對(duì)于管道中任意兩個(gè)截面Ⅰ和Ⅱ有如下關(guān)系式（伯努利方程）：:重力加速度；:截面Ⅰ和Ⅱ相對(duì)基準(zhǔn)線的高度；:截面Ⅰ和Ⅱ上流體的靜壓力；:截面Ⅰ和Ⅱ上流體的平均流速。實(shí)際流體具有粘性，在流動(dòng)過程中要克服流體與管壁以及流體內(nèi)

6、部的相互摩擦阻力而作功，這將使流體的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散。因此，實(shí)際流體的伯努利方程可寫為：—截面Ⅰ和Ⅱ之間單位質(zhì)量實(shí)際流體流動(dòng)產(chǎn)生的能量損失。8.1.3流量測(cè)量方法與流量?jī)x表的分類1.流量測(cè)量方法流量測(cè)量方法大致可以歸納為以下幾類：(1)利用伯努利方程原理，通過測(cè)量流體差壓信號(hào)來反映流量的差壓式流量測(cè)量法；(2)通過直接測(cè)量流體流速來得出流量的速度式流量測(cè)量法；(3)利用標(biāo)準(zhǔn)小容積來連續(xù)測(cè)量流量的容積式測(cè)量；(4)以測(cè)量流體質(zhì)量流量為目的的質(zhì)量流量測(cè)量法。2。流量計(jì)的分類體積流量計(jì)差壓式流量計(jì)利

7、用伯努利方程原理，通過測(cè)量流體差壓信號(hào)容積式流量計(jì)利用標(biāo)準(zhǔn)小容積來連續(xù)測(cè)量流量速度式流量計(jì)直接測(cè)量流體流速來得出流量質(zhì)量流量計(jì)推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)直接式質(zhì)量流量計(jì)類別工作原理測(cè)量精度％體積流量計(jì)差壓流量式流體流過通管道中的阻力件時(shí)產(chǎn)生的壓力差與流量之間有確定關(guān)系，通過測(cè)量差壓值求得流量±1～2±1±2±1～4±0.5～5容流積量式計(jì)直接對(duì)儀表排出的定量流體計(jì)數(shù)確定流量±0.2～0.5±0.2速流度量式計(jì)通過測(cè)量管道截面上流體平均流速來測(cè)量流量±0.1～0.5±0.5～1±0.5～1.5±1直接式直接檢測(cè)與質(zhì)量

8、流量成比例的量來質(zhì)量流量±1±0.2～2±0.15間接式同時(shí)測(cè)體積流量和流體密度來計(jì)算質(zhì)量流量±0.5體積流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)3.流量?jī)x表的主要技術(shù)參數(shù)特性1：流量范圍及量程比流量計(jì)的流量范圍指可測(cè)最大流量和最小流量所限定的范圍。在這個(gè)范圍內(nèi)，儀表在正常使用條件下示值誤差不超過最大允許誤差。最大流量與最小流量的比值稱為量程比，一般表達(dá)為某數(shù)與1之比，流量計(jì)量程比的大小受儀表的原理與結(jié)構(gòu)所限制。特性2：測(cè)量精確度和誤差流量計(jì)的精確度