《流量测试技术》PPT课件

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1、第七章流量测量技术7.1流量测量的基础知识7.2流量测量仪表7.3流量标准装置第七章流量测量技术在工农业生产和科学研究试验中，流量都是一个很重要的参数。例如，在石油化工生产过程自动检测和控制中，为了有效地操作、控制和监测，需要检测各种流体的流量。此外，对物料总量的计量还是能源管理和经济核算的重要依据。流量检测仪表是发展生产、节约能源、提高经济效益和管理水平的重要工具。本章介绍流量测量的基本知识和常用的流量检测仪表。7.1流量测量的基础知识7.1.1流量和流量计7.1.2流体的物理性质与管流基础知识7.1.3流量测量方法与流量仪表的分类7.1流量测量的基础知识7.1.1流量和流量计流量

2、定义：指单位时间内流体(气体、液体或固体颗粒等)流经管道或设备某处横截面的数量，又称瞬时流量。体积流量：当流体以体积表示时称为体积流量;质量流量：当流体以质量表示时称为质量流量。V体积；M质量；t时间；A截面面积；ρ流体的密度；累积流量：平均流速：流体在流过截面上各点的流速。体积流量和质量流量关系：计量单位：体积流量的计量单位为米3／秒(m3／s)，质量流量的计量单位为千克／秒(kg／s)；累积体积流量的计量单位为米3(m3)；累积质量流量的计量单位为千克(kg)。工程上还使用的流量计量单位有：米3／时(m3／h)升／分(L／min)吨／小时(t/h)升(L)吨(t)等7

3、.1.2流体的物理性质与管流基础知识1.流体的密度单位体积的流体所具有的质量称为流体密度，用数学表达式表示为：M流体质量；V流体体积；流体的密度。流体密度是温度和压力的函数。单位是千克／米3(kg/m3)。2.流体粘度流体运动过程中阻滞剪切变形的粘滞力与流体的速度梯度和接触面积成正比，并与流体粘性有关，其数学表达式为：上式称为牛顿粘性定律。F粘滞力；A接触面积；流体垂直于速度方向的速度梯度；表征流体粘性的比例系数。流体的动力粘度与流体密度的比值称为运动粘度，即动力粘度的单位为牛顿·秒/米2（N·S/m2），即帕斯卡秒（Pa·S）；运动粘度的单位为米2/秒（m2/S）。3

4、.流体的压缩系数和膨胀系数在一定的温度下，流体体积随压力增大而缩小的特性，称为流体的压缩性；在一定压力下，流体的体积随温度升高而增大的特性，称为流体的膨胀性。压缩系数：当流体温度不变而所受压力变化时，其体积的相对变化率：—流体的体积压缩系数，（1／Pa）；—流体的原体积，(m3)；—流体压力增量，(Pa)；—流体体积变化量，(m3)；—流体的体积膨胀系数(1／℃)；—流体的原体积，(m3)；—流体体积变化量，(m3)；—流体温度变化量(℃)。膨胀系数：在一定的压力下，流体温度变化时其体积的相对变化率，即4.雷诺数雷诺数是流体流动的惯性力与粘滞力之比，表示为：—雷诺数（无量纲数）；—流

5、动横截面的平均流速，（m/s）；—动力粘度，（N·S/m2）；—运动粘度，（m2/S）；—流体的密度，(kg/m3)；—特征长度，（m）。5.管流类型(1)单相流和多相流管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相流；两种以上不同相流体同时在管道中流动称为多相流。(2)可压缩和不可压缩流体的流动流体可分为可压缩流体和不可压缩流体，所以流体的流动也可分为可压缩流体流动和不可压缩流体流动两种。(3)稳定流和不稳定流当流体流动时，若其各处的速度和压力仅和流体质点所处的位置有关，而与时间无关，则流体的这种流动称为稳定流；若其各处的速度和压力不仅和流体质点所处的位置有关，而且与时间出有关，则流体的

6、这种流动称为不稳定流。(4)层流与紊流管内流体有两种流动状态：层流和紊流。层流中流体沿轴向作分层平行流动，各流层质点没有垂直于主流方向的横向运动，互不混杂，有规则的流线。紊流状态管内流体不仅有轴向运动，而且还有剧烈的无规则的横向运动。6.流速分布与平均流速流体有粘性，当它在管内流动时，即使是在同一管路截面上，流速也因其流经的位置不同而不同。越接近管壁，由于管壁与流体的粘滞作用，流速越低；管中心部分的流速最快。流体流动状态不同将呈现不同的流速分布。研究具有圆形截面的管内流动情况，当管内流体为层流状态时，沿半径方向上的流速分布可用下式表示：—距管中心距离处的流速；—管中心处最大流速；—距

7、管中心径向距离；—管内半径。当管内流体为紊流状态时，沿半径方向上的流速分布为：n—随流体雷诺数不同而变化的系数圆管内的流速分布通过测流速求流量的流量计一般是检测出平均流速然后求得流量。对于层流，平均流速是管中心最大流速的0.5倍()；紊流时的平均流速与值有关：表7-1雷诺数与n的关系1041041042.5610.5420.5632.007.07.38.08.338.453.670.084.48.58.89.09.2110.0152.0198.027