流体流量的测量方法PPT课件
合集下载
第四章 流量测量
仪表常数ζ的意义为单位体积流量输出的脉冲数。从理论上说，在一定条件（流 体性质、状态、变送器结构、流量一定）下，ζ是一个常数。当上述条件变化时， ζ值也随之变化。这是因为上述条件都将能影响到式中的参数C。在前述qV ～n关 系推导的前提条件中，流体的粘滞阻力将会影响流通截面A0上的流速分布，这种 影响也表现为C的变化。从理论上研究各种因素对C的影响较为复杂，对于涡轮流 量计，反映C值变化的是仪表常数ζ，它是根据实际情况标定的，而且在使用的 范围内按实际标定出的ζ值是常值。下图是仪表常数ζ随Re变化的特性曲线。
二、金属管转子流量计 金属管转子流量计的锥形管是用金属材料制成的，对于流量的检测原理与玻 璃管转子流量计是相同的。很显然，测量时不能直接从锥形管内直接测出浮 子的位臵，因此都是把浮子的位移再进行传递变换。传递变换后的位移信号 可以直接用于就地指示，也可以将该位移进一步进行电气信号的转换。金属 管转子流量计有就地指示型和电气信号远传型，由于浮子的位移必须经过传 递机构进行转换，所以浮子的位移与流量一般是非线性关系，这主要是位移 传递机构所致。
第二节 涡轮流量计
一、涡轮流量计的组成及测量原理 涡轮流量计由两部分组成：变送器和指示积算器。变送器完成将被测流量转 换成一定频率的脉冲信号输出，指示积算器接受变送器输出的脉冲信号，将其 转换、放大、运算、逻辑计数，显示瞬时流量和累积总量。 涡轮流量计实质上为一零功率输出的涡轮机，其变送器主要由涡轮、导流 器、磁电转换器组成，结构如图4-2所示。壳体和导流器由不导磁材料制成。导 流器的作用是支承叶轮并导直流体的流动，以减少流体自旋及涡漩的干扰。
考虑到锥度很小的锥形管中通流面积A0与浮子在管中的高度H近似成正比，即 A0 ≈CH 式中 C——与圆锥管锥度有关的比例系数。因此可得体积流量与浮子高度的关系 式：
流量测量仪表ppt课件
管将差压信号传递给差压变送器，转换成4～
20mA.DC标准信号，经流量显示仪，便显示出管道内
的瞬时和累积流量。
孔板图形
节流装置的取压方式
节流装置的取压方式，孔板有5种，喷嘴只有角接取压和径
距取压两种。
1、角接取压 上、下游侧取压孔轴心线与孔板（喷嘴）前后
端面的间距各等于取压直径的一半，因而取压孔穿透处与孔
① 孔板装反，入口阻力减小，相对压差降低，仪
表指示偏低
② 标准节流元件是在流体的紊流工况下工作的。
因为节流装置的流量系数是在典型的紊流流速下取
得的。
③ 节流孔板安装要求一般直管段板前（10）D，
板后（5）D。如果条件具备板前直管段最好（30-50）
D。
④在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板
灌隔离液的差压流量计，在启动前，即在打开孔板取压
阀之前，必须先将平衡阀门切断，一防止隔离液冲走。在
停用时，必须首先切断取压阀门，然后方可打开平衡阀门，
使仪表处于平衡状态。
温度压力补偿
压差式流量计在使用中的测量误差往往来自被测介质中工作状态
的变动、节流装置安装不正确、孔板入口边缘的磨损、节流装置内
差压变送器因零位误差，，指示为2%，则流量的指示误差是
多少？
因为流量和差压的平方根成正比，所以差压为2%时，流量为
Q=√0.02=14.14%
所以流量很小时，由于压差表的误差而引起的流量指示误差
会很大，所以一般规定流量表应在其刻度的30%以上。同时，
应该对差压式流量计进行小信号切除，一般切除5%左右。
玻璃转子流量计
20mA.DC标准信号，经流量显示仪，便显示出管道内
的瞬时和累积流量。
孔板图形
节流装置的取压方式
节流装置的取压方式，孔板有5种，喷嘴只有角接取压和径
距取压两种。
1、角接取压 上、下游侧取压孔轴心线与孔板（喷嘴）前后
端面的间距各等于取压直径的一半，因而取压孔穿透处与孔
① 孔板装反，入口阻力减小，相对压差降低，仪
表指示偏低
② 标准节流元件是在流体的紊流工况下工作的。
因为节流装置的流量系数是在典型的紊流流速下取
得的。
③ 节流孔板安装要求一般直管段板前（10）D，
板后（5）D。如果条件具备板前直管段最好（30-50）
D。
④在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板
灌隔离液的差压流量计，在启动前，即在打开孔板取压
阀之前，必须先将平衡阀门切断，一防止隔离液冲走。在
停用时，必须首先切断取压阀门，然后方可打开平衡阀门，
使仪表处于平衡状态。
温度压力补偿
压差式流量计在使用中的测量误差往往来自被测介质中工作状态
的变动、节流装置安装不正确、孔板入口边缘的磨损、节流装置内
差压变送器因零位误差，，指示为2%，则流量的指示误差是
多少？
因为流量和差压的平方根成正比，所以差压为2%时，流量为
Q=√0.02=14.14%
所以流量很小时，由于压差表的误差而引起的流量指示误差
会很大，所以一般规定流量表应在其刻度的30%以上。同时，
应该对差压式流量计进行小信号切除，一般切除5%左右。
玻璃转子流量计
第7章 流量检测
1-上游直管段；2-导压管；3-孔板；4-下游直管段；5、7-连接法兰；6-取压环室
图4.1 全套节流装置
（1）标准节流件 流量测量节流装置国家标准GB/T2624—1993主要 规定了标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴和文丘里管等。
图4.2 标准孔板
图4.3 标准喷嘴
（2）取压方式 取压方式是指取压口位置和取压口结构。 标准孔板通常采用两种取压方式，标准喷嘴 仅采用角接取压方式。 ① 角接取压。孔板上、下游侧取压孔位于上、下 游孔板前后端面处，取压口轴线与孔板各相应端 面之间的间距等于取压口直径的一半或取压口环 隙宽度的一半。 角接取压又分为环室取压和夹紧环（单独钻 孔）取压两种。 ②法兰取压。标准孔板被夹持在两块特制的法兰 中间，其间加两片垫片，上、下游侧取压孔的轴 线距孔板前、后端面分别为（25.4±0.8）mm。
1．电磁流量计特点 ① 动态响应快。测量瞬时脉动流量、具有良好的线性，精 度一般为1.5级和1级，可以测量正反两个方向的流量。 ② 传感器结构简单。管内没有任何阻碍流体流动的阻力件 和可动的部件，不会产生任何附加的压力损失。 ③ 应用范围广。除了可测量具有一定电导率的酸、碱、盐 溶液外，还可测量泥浆、矿浆、污水、化学纤维等介质的 流量。 ④ 电磁流量计输出的感应电动势信号与体积流量呈线性关 系，且不受被测流体的温度、压力、密度、黏度等参数的 影响，不需要进行参数补偿。电磁流量计只需经水标定后， 就可以用于测量其他导电性流体的流量。 ⑤ 电磁流量计的量程比一般为10:1，最高可达100:1。测 量口径范围为2 mm～3 m。
1．节流装置的安装 ① 孔板的圆柱形锐孔和喷嘴的喇叭形曲面部分应对着流体 的流向。 ② 根据不同的被测介质，节流装置取压口的方位应在所规 定的范围内，即在如图4.7所示箭头所指的范围。 ③ 必须保证节流件中心与管道同心，其端面与管道轴线垂 直。节流件上、下游必须配有足够长度的直管段。 ④ 在靠近节流装置的引压导管上，必须安装切断阀。
流量计PPT课件
课件重点
主要介绍流量测量的基本知识和常用的 流量检测仪表。
主要内容：
第一部分 流量计的基本知识 第二部分 流量计的选型 第三部分 流量计的安装 第四部分 流量计的使用和维护
第一部分 流量计的基本知识
流量定义：
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。
一体式电磁流量计
工作原理 ---------超声波流量计
超声波脉冲在上下游两侧传感器间来回传 播，由于上下游传播速度不同，产生时 间差，根据时差大小测出流量。传播时 间技术是用一对传感器，每个传感器都 发送和接受超声波信号并穿过流体。当 流体流动时,向下游方向信号传播时间比 向上游方向的传播时间短。时差与流体 速度成正比，测出时差即测出流量和方 向。
2．测量主机：主机与探头之间由两根双 屏蔽电缆连接。
传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V 法(反射法)、X法(交叉法)等。
工作原理 ---------涡街流量计
在特定的流动条件下，一部分流体动能 转化为流体振动，其振动频率与流速 （流量）有确定的比例关系，依据这种 原理工作的流量计称为流体振动流量计。
超声测量仪表的流量测量准确度几乎不 受被测流体温度、压力、粘度、密度等 参数的影响 。
超声波流量计由超声波换能器、电子线 路及流量显示和累积系统三部分组成。
超声波流量计的电子线路包括发射、接 收、信号处理和显示电路。
1．声学系统：由安装于待测管道外表面 的一对超声波探头（换能器）组成。
3．热膨胀率
热膨胀率是指流体温度变化1℃时其体积 的相对变化率，
4．压缩系数
压缩系数是指当流体温度不变，所受压 力变化时，其体积的变化率.
5．雷诺数
流体流量的测量方法
d
D
第12页/共63页
• 流量系数 α与下列因素有关： • 节流件的形式、β值、雷诺数、管道粗糙度及取压方式等 • 对于可压缩流体 流量公式：
qv
a
4
d2
2 p a 2D2
1
4
2 p
1
qm
a
4
d2
21p
a
4
2D2
21p
第13页/共63页
• 流量测量的温度压力补偿 • 为什么要进行补偿？
第14页/共63页
• 缺点
1）要求流体的清洁度高，不能夹杂物或固体颗粒； 2）不适于测量粘度过大的液体的流量。
第39页/共63页
4．安装 第40页/共63页
二、涡街流量计
• 测量原理 在流体中放置一个有对称形状的非流线型阻流体（漩涡发生体）
时，从阻流体下游两侧就会交替产生两列有规则的漩涡（卡门涡街）。 在一定的流量范围内漩涡分离的频率与管道内的平均流速成正
第50页/共63页
四、超声波流量计
第51页/共63页
四、超声波流量计
• 传播时间法： （时差法、相差法、频差法）
根据流体的流速不同，从而超声波传播的速度不同来测量流速的。
第52页/共63页
第53页/共63页
四、超声波流量计
• 多普勒法 利用流体中固体微粒或气泡对超声波的散射所产生的多普勒频移
压力
压力
信号
信号
流量信号
压
ΔP
G
节
流
装 置
P1、P2
力
信
号 管P1、P2源自差 压 计I流 量 显 示
路
第8页/共63页
一、节流变压降式流量计
• 流量公式推导： • 设流经水平管道的流体为不可压缩性流体，并忽略流动阻力损失，对截面1、2
第8章流量测量课件
➢流量的定义
流体在单位时间内通过管道或设备某横截面处的数量。
➢流量的表示方法
质量流量、体积流量、重量流量。
▪若以M表示流体流过一定截面的质量，则质量流量为
qm
dm dt
kg/s
▪若以V表示流体流过一定截面的体积，则体积流量为
qv
dV dt
m 3/s
▪若以G表示流体流过一定截面的重量，则重量流量为
q G
由节流件、取压装置、阻流件、中间管道组成。
中间管道
取压装置
上游第二 个阻流件
上游第一 个阻流件
节流件
下游第一 个阻流件
▪常用节流元件
▪取压方式 取压方式有角接取压、法兰取压、D和D/2取压等方式
角接取压
法兰取压
▪节流原理
•流速收缩：沿管道轴向流动 的流体，当遇到节流装置时， 近壁处的流体由于受到节流 装置的阻挡最大，促使流体 的一部分动压头转换为静压 头，体现在P1的升高。
第五节 超声波流量计
假定流体静止的声速为c，流体速 度 为 v ， 顺 流 时 传 播 速 度 为 c+v ， 逆流时则为c-v。在流道中设置两 个 超 声 波 发 生 器 T1 和 T2 ， 两 个 接 收器R1和R2，发生器与接收器的 间距为l。在不用两个放大器的情 况下，声波从T1到R1和T2到R2的 时间分别为t1和t2：
dG dt
三者的关系为
kgf s
qm
qv
qG g
➢流量的测量方法 可分为直接测量法和间接测量法。
▪直接测量法：用标准容积和标准时间计量后，计算平均流量。
▪间接测量法：通过测量与流量有关的物理量得出流量。
➢间接测量法的常见形式
▪流速法
流体在单位时间内通过管道或设备某横截面处的数量。
➢流量的表示方法
质量流量、体积流量、重量流量。
▪若以M表示流体流过一定截面的质量，则质量流量为
qm
dm dt
kg/s
▪若以V表示流体流过一定截面的体积，则体积流量为
qv
dV dt
m 3/s
▪若以G表示流体流过一定截面的重量，则重量流量为
q G
由节流件、取压装置、阻流件、中间管道组成。
中间管道
取压装置
上游第二 个阻流件
上游第一 个阻流件
节流件
下游第一 个阻流件
▪常用节流元件
▪取压方式 取压方式有角接取压、法兰取压、D和D/2取压等方式
角接取压
法兰取压
▪节流原理
•流速收缩：沿管道轴向流动 的流体，当遇到节流装置时， 近壁处的流体由于受到节流 装置的阻挡最大，促使流体 的一部分动压头转换为静压 头，体现在P1的升高。
第五节 超声波流量计
假定流体静止的声速为c，流体速 度 为 v ， 顺 流 时 传 播 速 度 为 c+v ， 逆流时则为c-v。在流道中设置两 个 超 声 波 发 生 器 T1 和 T2 ， 两 个 接 收器R1和R2，发生器与接收器的 间距为l。在不用两个放大器的情 况下，声波从T1到R1和T2到R2的 时间分别为t1和t2：
dG dt
三者的关系为
kgf s
qm
qv
qG g
➢流量的测量方法 可分为直接测量法和间接测量法。
▪直接测量法：用标准容积和标准时间计量后，计算平均流量。
▪间接测量法：通过测量与流量有关的物理量得出流量。
➢间接测量法的常见形式
▪流速法
流体流动流量的测定
转子流量计
（1）构造
是由一段上粗下细旳锥 形玻璃管（锥角为4°左右 ）和管内一种密度不小于 被测流体旳固体转子所构 成。
流体自玻璃管底部流入 ，经过转子和管壁之间旳 环隙，再从顶部流出。
（2）测量原理
①定性分析
锥形玻璃管旳内截面积A1,转子旳最大截面积Af。
流体以u 流入，由A1减小到A=A1-Af，u 增大，转 子上端面旳p0 降低。在转子上、下端面形成压力 差，转子被浮起，因环隙面积A=A1-Af自下而上逐 渐增大，压力差p1-p0降低，压力差等于重力时， 从转子旳悬浮高度直接读取流量数值。
Af
qV Cr A0
2Vf f g
Af
Cr f 转子的形状、Re
一般，当流体经过环隙时旳雷诺数到达一定数 值后，对于一定旳转子和流体 Cr=const
思索： 转子流量计看成一种孔口A0为逐渐变化旳，转子
上、下方旳压力差相当于孔板流量计旳孔板前后旳 压力差旳流量测量设备。
（3）特点 ①恒压差
（4）安装 ①必须确保测量点位于均匀流段。要求测量点旳上
、下游最佳各有50d（d为管径）以上旳直管距离， 至少也应在8d-12d 以上。
②必须确保管口截面严格垂直于流动方向。不然， 任何偏离都将造成负旳偏差。
③测速管直径d0应不大于管径d 旳1/50，尽量降低
能量损失。
（5）特点
①变压差 ②阻力非常小，忽视不计 ③ 不p 会太大，常采用微差压差计
u
2 2
u12
2 p1 p2
能量损失能够忽视不计吗？ ①因为缩脉位置不定，面积A2不懂得 ②未计算两截面之间旳能量损失
怎么处理？
引入一种校正系数C，同步，因为A0已知，用u0替代 u2。
第一章 流体力学基础ppt课件(共105张PPT)
原
力〔垂直于作用面，记为 ii〕和两个切向 应力〔又称为剪应力，平行于作用面，记为
理
ij，i j），例如图中与z轴垂直的面上受
到的应力为 zz〔法向）、 zx和 zy〔切
电 向），它们的矢量和为：
子
课
件 τ zzix zjy zkz
返回
前页
后页
主题
西
1.1 概述
安
交 • 3 作用在流体上的力
大 化
子 课 件
返回
前页
后页
主题
西
1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用
安
交
大 思索：若U形压差计安装在倾斜管路中，此时读数 R反
化 映了什么？
工 原
理 p1p2
p2
p1 z2
电 子
(0)gR(z2z1)g z1
课
R
件
A A’
返回
前页
后页
主题
西 1.2.3 静力学原理在压力和压力差测量上的应用
安
交 大
•
2．压差计
化 • （2〕双液柱压差计
p1
p2
工•
原•
理
电•
子•
课
件
又称微差压差计适用于压差较小的场合。
z1
1
z1
密度接近但不互溶的两种指示
液1和2 ， 1略小于 2 ；
R
扩p 大1 室p 内2 径与2 U 管1 内g 径之R 比应大于10 。 2
图 1-8 双 液 柱 压 差 计
返回
安
交 大
•
1．压力计
化 • （2〕U形压力计
pa
工 • 设U形管中指示液液面高度差为RA，1 指• 示液
流体力学基础 ppt课件
6
流体的研究意义
流体的输送：根据生产要求，往往要将流体按照生产程序 从一个设备输送到另一个设备，从而完成流体输送的任务， 实现生产的连续化。
压强、流速和流量的测量：以便更好的掌握生产状况。
为强化设备提供适宜的流动条件：为了降低传递阻力，减 小设备尺寸，材料生产中的传热、传质过程以及化学反应大 都是在流体流动下进行的。流体流动状态对这些操作有较大 影响。
➢静压头：
式中的第二项 p/ρg 称为静压头，又称为单位重量流体 的静压能。
29
静压头的意义：
，
ห้องสมุดไป่ตู้
如图所示：密闭容器，内盛 有液体，液面上方压力为p。
图 静压能的意义 说明Z1处的液体对于大气压力来说，具有上升一定高度的能力。
30
Z+ p 常数
g
位压头＋静压头＝常数
也可将上述方程各项均乘以g，可得
gZ p 常数
上式为单位质量流体的静力学基本方程式
31
3 流体静力学基本方程式的应用
一、压强测量
1 U型管液柱压差计 指示液密度 ρ0，被测流体密度
为ρ，图中 a、b两点的压力是相
等的，因为这两点都在同一种静 止液体（指示液）的同一水平面 上。通过这个关系，便可求出p1
－p2的值。
注：指示剂的选择
Ar1% (均为体积%)。试求干空气在压力为
9.81×104Pa、温度为100℃时的密度。
18
解： 首先将摄氏度换算成开尔文：
100℃＝273+100=373K
1)求干空气的平均分子量：
Mm = M１y1 + M2y2 + … + Mnyn
=32 × 0.21+28 ×0.78+39.9 × 0.01
流体的研究意义
流体的输送：根据生产要求，往往要将流体按照生产程序 从一个设备输送到另一个设备，从而完成流体输送的任务， 实现生产的连续化。
压强、流速和流量的测量：以便更好的掌握生产状况。
为强化设备提供适宜的流动条件：为了降低传递阻力，减 小设备尺寸，材料生产中的传热、传质过程以及化学反应大 都是在流体流动下进行的。流体流动状态对这些操作有较大 影响。
➢静压头：
式中的第二项 p/ρg 称为静压头，又称为单位重量流体 的静压能。
29
静压头的意义：
，
ห้องสมุดไป่ตู้
如图所示：密闭容器，内盛 有液体，液面上方压力为p。
图 静压能的意义 说明Z1处的液体对于大气压力来说，具有上升一定高度的能力。
30
Z+ p 常数
g
位压头＋静压头＝常数
也可将上述方程各项均乘以g，可得
gZ p 常数
上式为单位质量流体的静力学基本方程式
31
3 流体静力学基本方程式的应用
一、压强测量
1 U型管液柱压差计 指示液密度 ρ0，被测流体密度
为ρ，图中 a、b两点的压力是相
等的，因为这两点都在同一种静 止液体（指示液）的同一水平面 上。通过这个关系，便可求出p1
－p2的值。
注：指示剂的选择
Ar1% (均为体积%)。试求干空气在压力为
9.81×104Pa、温度为100℃时的密度。
18
解： 首先将摄氏度换算成开尔文：
100℃＝273+100=373K
1)求干空气的平均分子量：
Mm = M１y1 + M2y2 + … + Mnyn
=32 × 0.21+28 ×0.78+39.9 × 0.01
流体流量的测量方法
对于工业圆管，一般Rel=1000~105。对于工业测量， 可认为St基本不变。 体积流量： D 2
qV 4 v
v 为无柱体处管内截面平均流速；
D为管道直径。
由连续性原理得： A V v Av AV 、A分别为柱体、无柱体处流通截面积。 截面比 m AV v
A v
对于直径为D的圆管有：
•
•
质量流量： qm
qV 容积流量：
dm dt
(kg/s)
(m 3 /s)
dV dt
qm qV
• 对于气体流量，常将测得的体积流量qV换算成标 准状态下的体积流量qVn，称为标准体积流量 （m3/s）。
迄今为止，存在流量测量的准确度较低、 流量计通用性差等问题。产生的原因有： 1）流动状态的多样性。如，层流、紊流；旋 转流、脉动流等。 2）流体性质的多样性。如，流体粘度的差别； 单相流体与多相流体的区别等等。由于这 些物性会影响流动状态，在流量测量中必 须加以修正，但又很难精确。
为了使K确定，需要形成典型的层流或紊流分 布。 速度式流量计的特点：要求在流量计前后有 足够长的直管道。
1 漩涡流量计
1）测量原理 在流体中垂直于流向插入一根有对称形状的非流线 型柱体。该柱体即成为一个漩涡发生体。当流速 大于一定值时，在柱体的下游形成“卡门涡街”。
当h/L=0.281时，“卡门涡街”是稳定的。 此时，单侧的漩涡产生频率f与柱体两侧的流速 v有以下关系： f=St· v/l， v=f· l/St 式中 St－斯特劳哈尔数，无量纲。是以柱体 特征尺寸l计算流体Rel的函数。Rel在500～ 1.5×105范围内，St基本不变。 注意，f只与流速有关，而与流体的物性无关。
3）管路系统的多样性。如，管壁光滑与粗糙 情况不同；管道截面积大小不同；管道的 直与弯曲的区别等等，都会影响流动状态。 因此，应针对被测对象（流体和管路） 的实际情况选择合适的流量计。 使用时，应认真了解流量计的工作原理 和充分满足技术要求。否则很难达到预期 的准确度。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1）标准孔板比标准喷嘴加工方便、安装 容易、省料、造价低； 2）测量高温高压蒸汽或具有腐蚀性流体 时，喷嘴较孔板合适； 3）孔板测量误差较喷嘴大，压力损失也 比标准喷嘴大。
二、标准节流装置
2．取压方式和取压装置
• 取压方式 • 标准取压装置
1) 角接取压装置 2) 法兰取压装置
2021
24
二、标准节流装置
15
二、标准节流装置
• 流体和管道条件:
只适用于测量圆形截面管道中的单相、 均质流体的流量，流体流经节流件前应 达到充分紊流，流速为亚音速。
2021
18
二、标准节流装置
• 组 成：标准节流件＋取压装置＋直管段
1－上游侧第二个局部阻力件；2－上游侧第一个局部阻力件
3－节流件；4－下游侧第一个局部阻力件
2021
19
二、标准节流装置
1．标准节流件 • 标准孔板 • 标准喷嘴
2021
20
• 标准孔板
d>=12.5mm
0.20.75
E=0.02~0.05D e=0.005~0.02D
5m 0 m D 10m 0m 0
0.20.75
• 标准喷嘴
圆弧形的收缩部分和 圆筒形的喉部组成
• 标准孔板和标准喷嘴性能比较 ：
三、电磁流量计
• 测量原理
导电的流体介质在磁场中作垂直 方向流动而切割磁力线时，会在管道 两边的电极上产生感应电动势
2021
47
EBD v
qv
D2vD2
4
4B
E
三、电磁流量计
• 组成 ➢变送器——将流速（流量）信号转变为感
应电动势；
➢转换器——将变送器送来的电压信号放
大，并且线性地转换成标准电信号输出。
3．节流件前后的直管段
由局部阻力件形式、节流件类型以及 直径比决定。
2021
28
三、其他差压式流量计
• 皮托管 • 均速管 • 浮子（转子）流量计（恒压降
变截面流量计、变面积流量测 量、面积流量测量）
2021
29
第三节 速度式流量测量
一、涡轮流量计 二、涡街（漩涡）流量计 三、电磁流量计 四、超声波流量计
13
• 流量系数 α与下列因素有关： • 节流件的形式、β值、雷诺数、管道粗
糙度及取压方式等 • 对于可压缩流体 流量公式：
qva4d2 21pa42D 2 21p
q m a4 d 221 p a42 D 221 p
2021
14
• 流量测量的温度压力补偿 • 为什么要进行补偿？
2021
• 缺点
1）要求流体的清洁度高，不能夹杂物或固体颗粒； 2）不适于测量粘度过大的液体的流量。
4．安装
二、涡街流量计
• 测量原理
在流体中放置一个有对称形状的 非流线型阻流体（漩涡发生体）时， 从阻流体下游两侧就会交替产生两列 有规则的漩涡（卡门涡街）。
在一定的流量范围内漩涡分离的 频率与管道内的平均流速成正比，与 阻流体的宽度成反比。
2 2
2021
10
• 根据流体的连续性方程，有
4D2v14d'2v2
流体流经截面2的体积流量为：
qv
d'2v2
4
2021
11
• 得体积流量：
qv
1 1(d'
)4
d2
4
2(p1p2)
D
存在的问题：
2021
12
一、节流变压降式流量计
• 流量公式：
qva4d2 2pa42d2 2p
d D
2021
2021
35
ห้องสมุดไป่ตู้
一、涡轮流量计
• 测量原理与结构 利用置于流体中的涡轮的旋转
角速度与流体速度成比例的关系， 通过测量涡轮的转速来反映通过管 道的体积流量
2021
36
vtg
r
qv Av
Ztg f 2rAqv kqv
k—仪表常数，由实验标定
• 特点
1）精度较高（0.5%）； 2）测量范围宽,量程比大（qmax/qmin=6～10）； 3）惯性小，响应快（1～50ms）； 4）耐高压，压力损失小； 5）安装检修方便，耐腐蚀，适用流体多；
品等含有大量气体和电导率很低的液体流量；
2）由于测量管内衬里材料和电气绝缘材料的限制，不能用 于测量高温介质的流量；
3）易受外界电磁干扰的影响。
四、超声波流量计
2021
52
四、超声波流量计
• 传播时间法： （时差法、相差法、频差法）
根据流体的流速不同，从而超声波传播的 速度不同来测量流速的。
2021
2021
42
f st v md
qv
D2vD2
4
4st
mdfkf
三角柱漩涡流量计框图
• 特点：
1）精确度比较高（1%～2%） 2）测量范围宽（量程比10：1或20：1） 3）无可动部件，可靠性高，压损小 4）结构简单牢固，安装维护方便费用较低； 5）适用流体种类多，可适用液体、气体、蒸
气和部分混相流体的流量测量。 • 安装：对直管段要求高
53
四、超声波流量计
• 多普勒法 利用流体中固体微粒或气泡对超
第四章 流量测量
2021
1
第一节 概述
一、基本概念 流量（瞬时流量）
质量流量 体积流量 累积流量
2021
2
第一节 概述
二、流量测量的主要方法和分类
差压式：节流变压降式：孔板 喷嘴 节流变截面：浮子 靶式 动压管式：毕托管 均速管）
速度式：涡轮式 涡街式 电磁式 超声波式 容积式：椭圆齿轮式 腰轮式 刮板式 质量式：科氏力
2021
3
第二节 差压式流量测量
一、节流变压降式流量计 二、标准节流装置 三、其他差压式流量计
2021
6
一、节流变压降式流量计
• 节流测量原理： 对于一定形状和尺寸的阻力件，一
定的测压位置和前后直管段，在一定的 流体参数情况下，阻力件前后的差压与 体积流量之间有一定的函数关系
2021
7
1：节流装置 2：压力信号传输管 3：差压仪表
2021
49
• 特点： 1）无机械惯性，反应灵敏，可测瞬时脉动流量； 2）无可动部件，也无插入管道的阻力件，故压力损失小； 3）可测量具有一定电导率的酸、碱、盐溶液，脏污介质、
腐蚀性介质以及含有固体颗粒（泥浆、矿浆等）悬浊性液 固两相流的液体流量；
4）测量范围宽。 • 缺点： 1）被测流体必须是导电的，不能测量气体、蒸汽和石油制
一、节流变压降式流量计
• 测量系统组成：
压力
压力
流量信号
信号
压 信号
ΔP
G
节
流
装 置
P1、P2
力
信
号 管
P1、P2
差
压 计
I
流 量 显 示
路
2021
9
一、节流变压降式流量计
• 流量公式推导： • 设流经水平管道的流体为不可压缩性流体，
并忽略流动阻力损失，对截面1、2写出下 列伯努利方程：
p1 v12 p2 v22
二、标准节流装置
2．取压方式和取压装置
• 取压方式 • 标准取压装置
1) 角接取压装置 2) 法兰取压装置
2021
24
二、标准节流装置
15
二、标准节流装置
• 流体和管道条件:
只适用于测量圆形截面管道中的单相、 均质流体的流量，流体流经节流件前应 达到充分紊流，流速为亚音速。
2021
18
二、标准节流装置
• 组 成：标准节流件＋取压装置＋直管段
1－上游侧第二个局部阻力件；2－上游侧第一个局部阻力件
3－节流件；4－下游侧第一个局部阻力件
2021
19
二、标准节流装置
1．标准节流件 • 标准孔板 • 标准喷嘴
2021
20
• 标准孔板
d>=12.5mm
0.20.75
E=0.02~0.05D e=0.005~0.02D
5m 0 m D 10m 0m 0
0.20.75
• 标准喷嘴
圆弧形的收缩部分和 圆筒形的喉部组成
• 标准孔板和标准喷嘴性能比较 ：
三、电磁流量计
• 测量原理
导电的流体介质在磁场中作垂直 方向流动而切割磁力线时，会在管道 两边的电极上产生感应电动势
2021
47
EBD v
qv
D2vD2
4
4B
E
三、电磁流量计
• 组成 ➢变送器——将流速（流量）信号转变为感
应电动势；
➢转换器——将变送器送来的电压信号放
大，并且线性地转换成标准电信号输出。
3．节流件前后的直管段
由局部阻力件形式、节流件类型以及 直径比决定。
2021
28
三、其他差压式流量计
• 皮托管 • 均速管 • 浮子（转子）流量计（恒压降
变截面流量计、变面积流量测 量、面积流量测量）
2021
29
第三节 速度式流量测量
一、涡轮流量计 二、涡街（漩涡）流量计 三、电磁流量计 四、超声波流量计
13
• 流量系数 α与下列因素有关： • 节流件的形式、β值、雷诺数、管道粗
糙度及取压方式等 • 对于可压缩流体 流量公式：
qva4d2 21pa42D 2 21p
q m a4 d 221 p a42 D 221 p
2021
14
• 流量测量的温度压力补偿 • 为什么要进行补偿？
2021
• 缺点
1）要求流体的清洁度高，不能夹杂物或固体颗粒； 2）不适于测量粘度过大的液体的流量。
4．安装
二、涡街流量计
• 测量原理
在流体中放置一个有对称形状的 非流线型阻流体（漩涡发生体）时， 从阻流体下游两侧就会交替产生两列 有规则的漩涡（卡门涡街）。
在一定的流量范围内漩涡分离的 频率与管道内的平均流速成正比，与 阻流体的宽度成反比。
2 2
2021
10
• 根据流体的连续性方程，有
4D2v14d'2v2
流体流经截面2的体积流量为：
qv
d'2v2
4
2021
11
• 得体积流量：
qv
1 1(d'
)4
d2
4
2(p1p2)
D
存在的问题：
2021
12
一、节流变压降式流量计
• 流量公式：
qva4d2 2pa42d2 2p
d D
2021
2021
35
ห้องสมุดไป่ตู้
一、涡轮流量计
• 测量原理与结构 利用置于流体中的涡轮的旋转
角速度与流体速度成比例的关系， 通过测量涡轮的转速来反映通过管 道的体积流量
2021
36
vtg
r
qv Av
Ztg f 2rAqv kqv
k—仪表常数，由实验标定
• 特点
1）精度较高（0.5%）； 2）测量范围宽,量程比大（qmax/qmin=6～10）； 3）惯性小，响应快（1～50ms）； 4）耐高压，压力损失小； 5）安装检修方便，耐腐蚀，适用流体多；
品等含有大量气体和电导率很低的液体流量；
2）由于测量管内衬里材料和电气绝缘材料的限制，不能用 于测量高温介质的流量；
3）易受外界电磁干扰的影响。
四、超声波流量计
2021
52
四、超声波流量计
• 传播时间法： （时差法、相差法、频差法）
根据流体的流速不同，从而超声波传播的 速度不同来测量流速的。
2021
2021
42
f st v md
qv
D2vD2
4
4st
mdfkf
三角柱漩涡流量计框图
• 特点：
1）精确度比较高（1%～2%） 2）测量范围宽（量程比10：1或20：1） 3）无可动部件，可靠性高，压损小 4）结构简单牢固，安装维护方便费用较低； 5）适用流体种类多，可适用液体、气体、蒸
气和部分混相流体的流量测量。 • 安装：对直管段要求高
53
四、超声波流量计
• 多普勒法 利用流体中固体微粒或气泡对超
第四章 流量测量
2021
1
第一节 概述
一、基本概念 流量（瞬时流量）
质量流量 体积流量 累积流量
2021
2
第一节 概述
二、流量测量的主要方法和分类
差压式：节流变压降式：孔板 喷嘴 节流变截面：浮子 靶式 动压管式：毕托管 均速管）
速度式：涡轮式 涡街式 电磁式 超声波式 容积式：椭圆齿轮式 腰轮式 刮板式 质量式：科氏力
2021
3
第二节 差压式流量测量
一、节流变压降式流量计 二、标准节流装置 三、其他差压式流量计
2021
6
一、节流变压降式流量计
• 节流测量原理： 对于一定形状和尺寸的阻力件，一
定的测压位置和前后直管段，在一定的 流体参数情况下，阻力件前后的差压与 体积流量之间有一定的函数关系
2021
7
1：节流装置 2：压力信号传输管 3：差压仪表
2021
49
• 特点： 1）无机械惯性，反应灵敏，可测瞬时脉动流量； 2）无可动部件，也无插入管道的阻力件，故压力损失小； 3）可测量具有一定电导率的酸、碱、盐溶液，脏污介质、
腐蚀性介质以及含有固体颗粒（泥浆、矿浆等）悬浊性液 固两相流的液体流量；
4）测量范围宽。 • 缺点： 1）被测流体必须是导电的，不能测量气体、蒸汽和石油制
一、节流变压降式流量计
• 测量系统组成：
压力
压力
流量信号
信号
压 信号
ΔP
G
节
流
装 置
P1、P2
力
信
号 管
P1、P2
差
压 计
I
流 量 显 示
路
2021
9
一、节流变压降式流量计
• 流量公式推导： • 设流经水平管道的流体为不可压缩性流体，
并忽略流动阻力损失，对截面1、2写出下 列伯努利方程：
p1 v12 p2 v22