流量測(cè)量技術(shù)

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1、流量測(cè)量第一節(jié)概述流量的概念流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的體積或質(zhì)量，前者稱體積流量（m3/s)，后者稱質(zhì)量流量(kg/s)。如果在截面上速度分布是均勻的，則：流過管道某截面的流體的速度在截面上各處不可能是均勻的，假定在這個(gè)截面上某一微小單元面積上dAF速度是均勻的，流過該單元面積上的體積流量為整個(gè)截面上的流量qv為測(cè)量某一段時(shí)間內(nèi)流過的流體量，即瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分，稱之流體總量。用來測(cè)量流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)。測(cè)量總量的儀表稱為流體計(jì)量表或總量計(jì)。流體的幾個(gè)概念（一）粘性在流體的內(nèi)部相互接觸的部分在其切線方向的速度有差別時(shí)會(huì)產(chǎn)生減小其速度差的作用。這是因?yàn)榱魉倏斓牟糠忠铀倥c其相接

2、觸的流速慢的部分，而流速慢的部分要減小與其相接觸的流速快的部分，流體的這種性質(zhì)，稱為粘性。衡量流體粘性大小的物理量稱為粘度．：設(shè)有兩塊面積很大距離很近的平板，兩平板中間是流體。令底下的平板保持不動(dòng)，而以一恒定力推動(dòng)上面平板，使其以速度v沿x方向活動(dòng)。由于流體粘性的作用，附在上板底面的一薄層液體以速度v隨上板運(yùn)動(dòng)。而下板不動(dòng)故附在其上的流體不動(dòng)，所以兩板間的液體就分成無數(shù)薄層而運(yùn)動(dòng)，如圖所示。作用力F與受力面平行，稱為剪力，剪力與板的速度v、板的面積S成正比，而與兩板間的距離y成反此，即?稱為粘度，或動(dòng)力粘度(dynamicviscosity)，單位是：泊（P）(Pa.s)Kinematic

3、viscosity（二）層流和紊流流體在細(xì)管中的流動(dòng)形式可分為層流和紊流兩種。所謂層流(laminarflow)就是流體在細(xì)管中流動(dòng)的流線平行于管軸時(shí)的流動(dòng)。所謂紊流(turbulentflow)就是流體在細(xì)管中流動(dòng)的流線相對(duì)混亂的流動(dòng)。利用雷諾數(shù)可以判斷流動(dòng)的形式。如果雷諾數(shù)小于某一值時(shí)，可判斷為層流，而大于此值時(shí)則判斷為紊流。由此，我們發(fā)現(xiàn)管內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)存在著兩種狀態(tài)：一為層流狀面一為紊流狀態(tài)．在不同的流動(dòng)狀態(tài)下，流體有不同的流動(dòng)特性。在層流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量與壓力降成正比；在紊流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流量與壓力降的平方根成正比，而且在層流與紊流兩種不同的流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其管內(nèi)的速度分布也大不相同。這

4、些對(duì)于許多采用測(cè)量流速來得到流量的測(cè)量方法是很重要的。在層流流動(dòng)狀態(tài)下，流速分布是以管軸為中心線的軸對(duì)稱拋物線分布。在紊流流動(dòng)狀態(tài)下，管內(nèi)流速同樣是以管中心線軸對(duì)稱的分布，但是其分布呈指數(shù)曲線形式。雷諾數(shù)是表征流體流動(dòng)時(shí)慣性力與粘性力之比。利用細(xì)管直徑d，可求出雷諾數(shù)Rd：為細(xì)管中的平均流速；為流體的運(yùn)動(dòng)粘度,d為管徑。Rd＜2320時(shí)為層流，Rd＞2320時(shí)為紊流；（三）雷諾數(shù)所謂平均流速，一般是指流過管路的體積流量除以管路截面積所得到的數(shù)值。（四）流體流動(dòng)的連續(xù)性方程流體在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)的情況：即流體在穩(wěn)定流動(dòng)，且不可壓縮時(shí)，流過各截面流體的體積為常量。因此利用上式，很方便的求出流體

5、流過管道不同截面時(shí)的流速。（五）流體伯努力方程二、流量?jī)x表的分類（一）計(jì)量表1.容積式計(jì)量表這類儀表用儀表內(nèi)的一個(gè)固定容量的容積連續(xù)地測(cè)量被測(cè)介質(zhì)，最后根據(jù)定量容積稱量的次數(shù)來決定流過的總量。習(xí)慣上人們把計(jì)量表也稱為流量計(jì)。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)不同，這類儀表主要有橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量汁、活塞式流量計(jì)等。2.速度式計(jì)量表在儀表中裝一旋轉(zhuǎn)葉輪，流體流過時(shí)，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)正比于流過介質(zhì)的總量，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)計(jì)數(shù)器的齒輪機(jī)構(gòu)，計(jì)數(shù)器即顯示讀數(shù)。這類計(jì)量表機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但精度低。一般在2％左右，大多的水表即采用此結(jié)構(gòu)表。（二）流量計(jì)第二節(jié)總量測(cè)量?jī)x表（一）橢圓齒輪流量計(jì)每轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)齒輪共送出四個(gè)標(biāo)

6、準(zhǔn)體積的流體。二、腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)除可測(cè)液體外，還可測(cè)量氣體，精度可達(dá)?0.1％，并可做標(biāo)準(zhǔn)表使用；最大流量可達(dá)1000m3/h。腰輪上沒有齒，它們不是直接相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過按裝在體外的傳動(dòng)齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)．三、容積式流量計(jì)的誤差儀表輸出由指針指示，指示值I:流量較小時(shí)，誤差為負(fù)值，在流量增大時(shí)、誤差為正值、且基本保持不變(曲線1)。這種現(xiàn)象主要是由于在運(yùn)動(dòng)件的間隙中泄漏所引起的。這個(gè)泄漏量與間隙、粘度、前后壓差有關(guān)，另外也和流過體積V所需的時(shí)間有關(guān)。容積式流量計(jì)的測(cè)量誤差值E，可由指示值與真值之差與指示值之比表示。設(shè)：V為通過流量計(jì)的流體體積真值；I為流量計(jì)指示值，則

7、誤差值E可表示為上述兩種轉(zhuǎn)子型式的容積流顯計(jì)，可用于各種液體流量的測(cè)量，尤其是用于油流量的準(zhǔn)確測(cè)量，在高壓力、大流量的氣體流量測(cè)量中，這類流量計(jì)也有應(yīng)用．由于橢圓齒輪容積流量計(jì)直接依靠測(cè)量輪嚙合，因此對(duì)介質(zhì)的清潔要求較高，不允許有固體顆粒雜質(zhì)流過流量計(jì)．當(dāng)充滿圓管的流體流經(jīng)在管道內(nèi)部安裝的節(jié)流裝置時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓力差．該壓力差通過差壓計(jì)檢出．流體的體積流量或