第4章流量检测与仪表ppt课件.ppt

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1、第四章流量检测与仪表流量是指单位时间内流过管道或特定通道横截面的流体数量，称为瞬时(平均)流量。流量分体积流量(Q或qv表示)与质量流量(M或qm表示)，体积流量是流体平均流速V与流经管道横截面积A乘积，即Q=AV；而M=Qρ。流量计类型很多，常分为以下两类：⑴速度式流量计：通过测量流体在管道内的流速来计算流量。⑵容积式流量计：以单位时间内根据所推出流体固定容积数作为测量依据来计算流量。第一节节流式流量计第二节均速管流量计第三节电磁流量计第四节容积式流量计第五节质量流量计第六节其它流量计第一节节流式流量计流体流经节流件时，流束收缩引起压头

2、转换而在节流件前后产生静压力差，该压差与流过的流量之间存在一定的关系，通过测量压差而求出流量的一种流量计通称节流装置，也称为差压装置。节流装置结构简单，性能稳定，使用维护方便，且有一部分已标准化，是目前应用最多的一种流量计。常用标准节流装置有孔板、喷嘴及文丘里管，如下图所示。一、节流装置测量原理当流体连续流过节流孔时，在节流件前后由于压头转换而产生压差。对于不可压缩流体例如水，节流前后流体的密度保持不变。当忽略压头损失δp时，由柏努里方程可得：流体流经节流孔前后的流态变化式中，P1’、P2’为流束在截面I、Ⅱ处相应的静压力，Pa；V1、V

3、2为流束在截面I、Ⅱ处的流速，m/s；ρ为流体的密度，kg/m3。若流体的流速均匀一致，则由式(1)可得：由流体流动连续性方程：A1V1=A2V2(3)式中，A1、A2—截面I、Ⅱ处流束的断面积，A1等于管道的断面积，m2。设流束收缩系数为μ=A2/Ad，即A2=μAd(Ad为节流件的开孔面积)，又设管道直径为D和节流体开孔直径为d，则有Ad/A1=d2/D2=β2其中，β称为直径比，由式(2)和式(3)整理后得：实际流体流动时有压头损失，流速也不是均匀一致的，并且在节流件前后两侧管壁测量的压差ΔP=P1-P2，并非图中所示的ΔP’=P1

4、’-P2’，考虑到这些因素，在上式中应引入修正系数ξ，则不可压缩流体的体积流量Q与质量流量M为:式(5)与式(6)本质上一致。但因为流出系数不包括渐近速度系数的因素，它的计算公式和图表较流量系数的简单，故国家标准GB/T2624-2006采纳C值。不可压缩流体差压-流量方程可压缩流体差压-流量方程对于空气、煤气、水蒸汽等可压缩流体，流体流经节流装置前后的流体密度会发生变化，故应引入一个可膨胀系数ε，则可压缩流体的流量基本方程为：实用流量方程(1)流量Q以m3/h表示，在流体工作温度下节流件开孔直径dt以mm表示，压差ΔP以Pa表示，流体工

5、作密度ρ仍以kg/m3表示时的流量方程为：(2)压差ΔP以kPa表示，其它单位不变，则上式改写为：(3)如果ΔP以mmH2O(水柱)表示，水的密度(20℃)998.2kg/m3，其它单位不变时，则流量实用方程为：二、标准节流装置在国家标准【GB/T2624-2006《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》，等同于国际标准ISO5167(2003)】规定的使用极限范围内，根据该标准所提供的数据和要求进行设计、制造和安装使用的节流件，称为标准节流装置。标准孔板、标准喷嘴与标准文丘里管(简称孔板、喷嘴、文丘里管)等，毋须经过实液标定

6、即可使用，测量准确度一般为l%~2%，能满足工业生产上的一般要求。(一)标准孔板1、结构形式主要参数：开孔直径d：满足d≥12.5mm0.10≤β≤0.75孔板的厚度E：e≤E≤0.05D节流孔厚度e：0.005D≤e≤0.02D节流装置的取压方式1-1—角接取压；2-2—法兰取压；3-3—径距取压；4-4—缩流取压；5-5—管接取压每个取压装置至少有一个上游取压孔和一个下游取压孔，不同取压方式的上、下游取压孔位置都必需符合国家标准的规定。取压口的位置表征标准孔板的取压方式，一般分为角接取压、法兰取压、径距取压、缩流取压和管接取压五种，标

7、准孔板常用角接取压法和法兰取压法。取压方式不同的标准孔板，其取压装置的结构，孔板的适用范围，流出系数的实验数据以及有关技术要求均有所不同。2、取压装置(1)角接取压装置从节流件上下游断面与管壁的夹角处取出待测的压力，称为角接取压，角接取压包括单独钻孔和环室取压两种。单独钻孔取压环室取压单独钻孔取压环室取压(2)法兰取压装置标准孔板的上下游两侧均用法兰连接。上下游侧取压孔的轴线至孔板上、下游侧端面之间的距离均为25.4±0.8mm(1inch)。取压孔开在孔板上下游侧的法兰上。(3)径距取压(或称D与D/2取压)装置上游取压口中心与孔板上游

8、端面距离名义上等于D，但在0.9D与1.1D之间时，无须对流出系数进行修正。下游取压口中心与孔板上游端面距离为D/2，但当β≤0.60，在0.48~0.52D之间时，或当β>0.60，在0.4