第七章流量测量 ppt课件
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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
流量测量知识概述(ppt 81页)
1．取压方式
差压式流量计是通过测量节流件前后压力差p来实现 流量测量的，而压力差 p的值与取压孔位置和取压方式 紧密相关。节流装置的取压方式有以下5种，各种取压方 式及取压孔位置如图3—7所示．
(1)角接取压: 上下游取压管位于孔板(或喷嘴)的前后端面 处。角接取压包括单独钻孔和环室取压。如图3—7中l—l 位置。
• 上述两种转子型式的容积流显计，可用 于各种液体流量的测量，尤其是用于油 流量的准确测量，在高压力、大流量的 气体流量测量中，这类流量计也有应 用．由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠 测量轮啮合，因此对介质的清洁要求较 高，不允许有固体颗粒杂质流过流量 计．
差 压 式 流 量 计（节流式流量计）
• 当充满圆管的流体流经在管道内部安装 的节流装置时，流束将在节流件处形成 局部收缩，使流速增大，静压力降低， 于是在节流件前后产生压力差．该压力 差通过差压计检出．流体的体积流量或 质量流量与差压计所测得的差压值有确 定的数值关系。
伯努利方程式
流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变
浮子流量计的测量本体由一根自下向上扩大的垂直锥管和 一只可以沿着锥管的轴向自由移动的浮子组成．如图4-1所 示．
当被测流体自锥管下端流入流量 计时，由于流体的作用，浮子上 下端面产生一差压，该差压即为 浮子的上升力。当差压值大于浸 在流体中浮子的重量时，浮子开 始上升。随着浮子的上升．浮子 最大外径与锥管之间的环形面积 逐渐增大，流体的流速则相应下 降，作用在浮子上的上升力逐渐 减小，直至上升力等于浸在流体 中的浮子的重量时，浮子便稳定 在某一高度上。这时浮子在锥管 中的高度与所通过的流量有对应 的关系。
腰轮上没有齿，它们不是 直接相互啮合转动，而是 通过按装在完体外的传动 齿轮组进行传动．
《流量测量》 (2)幻灯片
下：
p 1 p 2 A f V ff g V fg V f f g
p1p2VAff f g
（1）
qs CRAR
2p1p2
将〔1〕式代入〔2〕式得：
（2）
qs CRAR
2g f Af
式中： CR ——转子流量计的流量系数，与Re值及转子形状有关，
由实验测定 AR——玻璃管与转子之间的环隙面积
流量计的分类：
1.容积式流量计
如：椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计等。
2.速度式流量计
如：孔板流量计、文丘里流量计和转子流量计等。
3.质量流量计
一、测速管〔皮托管---Pitot tube〕
1、构造 2、原理
内管A处 pA p1u2
2
外管B处 pB p
p p A p B (p 1 u 2 ) p 1 u 2
f
(
A0 ) A1
C0
Re 临 界 值
(3) 测量范围
A0
孔板流量计的测量范围由U形压差计
A1
量程决定。
3、安装及优缺点
〔1〕安装在稳定流段，上游l >10d，下游l >5d； Red 〔2〕构造简单，制造与安装方便 ； 〔3〕能量损失较大 。
三、文丘里〔Venturi〕流量计
一、构造与特点
属差压式流量计； 能量损失小，造价高。
铅=10670kg/m3〕，保持形状和大小不变，用来测定ρ液
=800kg/m3的流体，问转子流量计的最大流量为多少？
解：q v
CR AR
2gVf f Af
qv1 2500L / h CR AR
2gVf 钢 水 Af 水
qv2 CR AR
2gVf 铅 液 Af 液
p 1 p 2 A f V ff g V fg V f f g
p1p2VAff f g
（1）
qs CRAR
2p1p2
将〔1〕式代入〔2〕式得：
（2）
qs CRAR
2g f Af
式中： CR ——转子流量计的流量系数，与Re值及转子形状有关，
由实验测定 AR——玻璃管与转子之间的环隙面积
流量计的分类：
1.容积式流量计
如：椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计等。
2.速度式流量计
如：孔板流量计、文丘里流量计和转子流量计等。
3.质量流量计
一、测速管〔皮托管---Pitot tube〕
1、构造 2、原理
内管A处 pA p1u2
2
外管B处 pB p
p p A p B (p 1 u 2 ) p 1 u 2
f
(
A0 ) A1
C0
Re 临 界 值
(3) 测量范围
A0
孔板流量计的测量范围由U形压差计
A1
量程决定。
3、安装及优缺点
〔1〕安装在稳定流段，上游l >10d，下游l >5d； Red 〔2〕构造简单，制造与安装方便 ； 〔3〕能量损失较大 。
三、文丘里〔Venturi〕流量计
一、构造与特点
属差压式流量计； 能量损失小，造价高。
铅=10670kg/m3〕，保持形状和大小不变，用来测定ρ液
=800kg/m3的流体，问转子流量计的最大流量为多少？
解：q v
CR AR
2gVf f Af
qv1 2500L / h CR AR
2gVf 钢 水 Af 水
qv2 CR AR
2gVf 铅 液 Af 液
压力与流量的测量方法ppt
流量测量误差来源
03
根据安装条件选择
不同的流量计对安装场所有不同的要求，如需要宽敞的空间或特定的管道配置。
流量计的选择
01
根据测量介质选择
不同的流量计适用于不同的介质测量，如气体流量计适用于测量气体介质，而电磁流量计则适用于测量导电性液体。
02
根据测量精度选择
不同的流量计精度等级不同，应根据实际需要选择合适的精度等级。
标准化协议
01
制定通用的压力和流量测量技术标准，如通信协议、数据格式等，实现不同设备之间的互操作和信息共享。
压力与流量测量技术的标准化发展
标准化测试方法
02
建立统一的压力和流量测量技术测试方法，包括精度、稳定性、可靠性等方面的测试，为技术评估和应用提供依据。
标准化数据格式
03
规范压力和流量测量数据的存储和传输格式，方便数据的共享、比对和分析，促进测量技术的发展和应用。
流量计校准的重要性
流量计校准方法
流量计校准周期
流量计的校准
流量测量的应用场景
在石油、化工、电力等工业生产领域，需要对各种流体介质的流量进行精确测量，以便进行生产控制和能源计量。
工业生产
在污水处理、气体排放等环境保护领域，需要对污染物的流量进行测量，以便进行环境监测和控制。
环境保护
在公路、铁路、水路等交通运输领域，需要对货物流量、交通量等参数进行测量，以便进行运输管理和规划。
目的和背景
01
流量和压力是工业生产过程中的重要参数，其准确测量对于提高产品质量、优化生产工艺、降低能源消耗和保障生产安全具有至关重要的作用。
重要性和意义
02
通过对流量和压力的监测，企业可以实现能源的有效利用和管理，减少生产成本，提高经济效益。
03
根据安装条件选择
不同的流量计对安装场所有不同的要求，如需要宽敞的空间或特定的管道配置。
流量计的选择
01
根据测量介质选择
不同的流量计适用于不同的介质测量，如气体流量计适用于测量气体介质，而电磁流量计则适用于测量导电性液体。
02
根据测量精度选择
不同的流量计精度等级不同，应根据实际需要选择合适的精度等级。
标准化协议
01
制定通用的压力和流量测量技术标准，如通信协议、数据格式等，实现不同设备之间的互操作和信息共享。
压力与流量测量技术的标准化发展
标准化测试方法
02
建立统一的压力和流量测量技术测试方法，包括精度、稳定性、可靠性等方面的测试，为技术评估和应用提供依据。
标准化数据格式
03
规范压力和流量测量数据的存储和传输格式，方便数据的共享、比对和分析，促进测量技术的发展和应用。
流量计校准的重要性
流量计校准方法
流量计校准周期
流量计的校准
流量测量的应用场景
在石油、化工、电力等工业生产领域，需要对各种流体介质的流量进行精确测量，以便进行生产控制和能源计量。
工业生产
在污水处理、气体排放等环境保护领域，需要对污染物的流量进行测量，以便进行环境监测和控制。
环境保护
在公路、铁路、水路等交通运输领域，需要对货物流量、交通量等参数进行测量，以便进行运输管理和规划。
目的和背景
01
流量和压力是工业生产过程中的重要参数，其准确测量对于提高产品质量、优化生产工艺、降低能源消耗和保障生产安全具有至关重要的作用。
重要性和意义
02
通过对流量和压力的监测，企业可以实现能源的有效利用和管理，减少生产成本，提高经济效益。
建筑环境测试技术第七章 流速及流量测量
1.毕托管使用条件
1）毕托管测速下限规定：毕托管总压力孔直径上的
流体 Re 200
， V太小，则动压太小——测量不准
开口较大 V太小， 灵敏度下降
T型测速V>3m/s
2）减少测量误差：d 0.02 （最大<0.04） D
K 0.01 （相对粗糙度）
D
管道内径>100mm 3）使用前用标准毕托管校正校正系数
电热丝 热电偶 细调 粗调
优点：电路简单 缺点：测速探头在变温度阻状态下工作，易使敏感元
件老化，稳定性差。
三、动力测压法测量流速
1. 工作原理: 2. 1)伯努力方程
3.
P
V2
2
P0
4. 静压 动压 全压
5.
V
2
(P0
P)
6. 毕托管测 静压，总压
实际测量： V K
2
(P0
P)
KP ——速度校正系数（0.83~0.87 标准0.96）
节流现象：
① VAVBVC ② 静压力产生压差 P P 1 P 2 (P 1 P 2 )
上式说明：① I（或T）一定V与T（或I）成单值函数 关系。
热线风速仪有恒流、恒温（恒阻）两种设计电路。
2）恒温法——较为常用
① 热线感受气流速度＝0时，调节电桥G＝0 ② 进行测量时，热丝T R调节IT（恒温）电桥平衡G＝0
V f (I) （∵最终RW恒定）
测量IV
3）恒流法 原理图与热球风速仪类似
分布的均匀性。
与管道断面尺寸无关。
准确度——与使用场合有关。 流速分布的均匀性——与被测流体断面位置有关。
3.平均流速的计算
∵ PVRT
1 P
流量测定解析PPT学习教案
第44页/共73页
一、工作原理
涡轮流量计是由变送器和显示仪表组成 。 涡轮叶片受力而旋转，其转速与流体流量（流速）成正比 ，其转数又可以转换成磁电的频率，此频率表现为电脉冲 ，用计数器记录此电脉冲，就可以得到流量。
d1 u1
0.125 880 1.1 0.67 103
1.81105
Re c
故假设正确，以上计算有效。苯在管路中的流量为：
qV＝48.96 m3/h
第17页/共73页
孔板流量计的优缺点
优点：构造简单，安装方便 。 缺点：流体通过孔板流量计的阻力损失很大。主要是由于流 体流经孔板时，截面的突然缩小与扩大形成大量涡流所致。 虽然流体经管口后某一位置流速已恢复与孔板前相同，但静 压力却不能恢复，产生了永久压力降。
5)转子流量计就是依据这一原理，用转子的位置来 指示流量大小的。
0
升力
u0
0
浮力
重力
1
1
u1
第37页/共73页
原理：先按理想流体推导，此时摩擦力为零。
当转子停留在某一高度时， pA f 重 力
将转子近似看为一个圆柱体，则
0
升力
p1 p0 Af V f f g
1
在0-0、1-1面间列伯努利方程：
第8页/共73页
孔板流量计orifice flowmeter
结构：如图所示。
测量原理：
测出孔板上、下游两个固定 位置之间的压差，便可计量出 流量的大小。
取压方法： 采用角接法（取压口在法兰上）
思考： 1、2间的压力分布为何呈现 上图所示的形状？
p1
p0 p2
1
2(缩脉)
0
0
1
2
孔 板
一、工作原理
涡轮流量计是由变送器和显示仪表组成 。 涡轮叶片受力而旋转，其转速与流体流量（流速）成正比 ，其转数又可以转换成磁电的频率，此频率表现为电脉冲 ，用计数器记录此电脉冲，就可以得到流量。
d1 u1
0.125 880 1.1 0.67 103
1.81105
Re c
故假设正确，以上计算有效。苯在管路中的流量为：
qV＝48.96 m3/h
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孔板流量计的优缺点
优点：构造简单，安装方便 。 缺点：流体通过孔板流量计的阻力损失很大。主要是由于流 体流经孔板时，截面的突然缩小与扩大形成大量涡流所致。 虽然流体经管口后某一位置流速已恢复与孔板前相同，但静 压力却不能恢复，产生了永久压力降。
5)转子流量计就是依据这一原理，用转子的位置来 指示流量大小的。
0
升力
u0
0
浮力
重力
1
1
u1
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原理：先按理想流体推导，此时摩擦力为零。
当转子停留在某一高度时， pA f 重 力
将转子近似看为一个圆柱体，则
0
升力
p1 p0 Af V f f g
1
在0-0、1-1面间列伯努利方程：
第8页/共73页
孔板流量计orifice flowmeter
结构：如图所示。
测量原理：
测出孔板上、下游两个固定 位置之间的压差，便可计量出 流量的大小。
取压方法： 采用角接法（取压口在法兰上）
思考： 1、2间的压力分布为何呈现 上图所示的形状？
p1
p0 p2
1
2(缩脉)
0
0
1
2
孔 板
建筑环境测试技术第七讲流速及流量测量
差压流量计
优点是结构简单、价格便宜、可靠性 高；缺点是测量精度相对较低，受流 体物性影响较大。
电磁流量计
优点是测量精度高、不受流体物性影 响；缺点是成本较高，不适用于所有 流体。
选择合适的测量技术考虑因素
测量精度要求
根据实际需求选择精度合适的测量技 术，以满足工程或科研需要。
02
流体特性
考虑流体的物性（如压力、温度、粘 度、腐蚀性等）对测量设备的影响， 选择耐受性强的设备。
01
03
安装条件
考虑现场安装空间、管道布局等因素， 选择易于安装和使用的测量技术。
经济成本
综合考虑设备购置成本、安装费用、 维护成本等因素，选择性价比高的测 量技术。
05
04
维护与校准
考虑设备维护和校准的难易程度，选 择易于维护和校准的设备。
05
实际应用案例分析
流速及流量测量在建筑环境中的应用案例
测量技术的发展趋势
随着智能化、自动化技术的不断发展，流速及流量测量技术也在不断进步。未来，流速及 流量测量将更加依赖于传感器技术和数据分析技术，实现更精确、更可靠的测量，为建筑 环境的优化提供有力支持。
案例分析：某大楼空调系统流速及流量测量
• 案例概述：某大楼的空调系统在运行过程中出现了问题，需要对流速和流量进 行测量，以找出问题的根源。
在消防系统中，流速及流量测量能够 提供准确的火场信息，帮助消防员快 速定位火源和制定灭火方案。
02
流速测量技术
热线/热膜流速计
热线/热膜流速计是一种常用的流速测量技术，通过测量流体流过热源时产生的热量 损失或热膜的热量分布变化来计算流速。
热线/热膜流速计具有结构简单、测量精度高、响应速度快等优点，适用于测量低流 速流体。
流速及流量测量介绍
10
0.1 0.1 0.1
± 3% or 10 位
± 3% or 0.1 位 ± 0.8 ± 1.5
二．散热率法测量流速
原理：散热率与流体的流速成正比。 1．热线风速仪 测量方法：恒电流法、恒温法
I I→ v T
T →v
恒流型
恒温型
三．动力测压法测量流速
1．原理
A B
•当气流速度较小，可不考虑流体的可压缩性，并认 为他的密度为常数，建立伯努利方程：
v kp 2
( P0 Pj）
kp为速度校正系数，一般情况下毕托管在使用 之前需要进行标定，以确定速度校正系数。
想知道分类吗
（1）L形毕托管：标准形毕托管，
继续看吧
（ 2 ） T形毕托管：迎着 流体的开口端测量流 体的总压，背着流体 的开口端测量流体的 静压。一般用于测量 含尘浓度较高的空气 流速，速度校正系数 一般为0.83—0.87。 例如测量烟气流速。
适用范围： 以前：风速范围为 15—20m/s以内，只能测量流速的 平均值，不能测量脉动流。通过机械仪表用指针指 示。 目前：测速范围为 0.25—30m/s ，并且可测量流速的 瞬时值。可将叶轮的转速转换成电信号。
杯式
翼式
一．机械法测量流速
2.测量原理
空气通过转杯时，推动叶片转动。根据 叶片的角位移推算流过的空气量
m3/s
qm F0 2P
kg/s
若流体为可压缩性流体，则
qm F0 2P
kg/s
流量系数α 由实验决定，与节流件形式、 取压方式、RED、m管道粗糙度有关。
3．标准节流装置
（1）标准节流装置取压方式
角接取压 法兰取压 环室取压
《流量和流速的测量》课件
在水利工程测 洪水并提前预警，减少洪水灾害的影响 。
VS
水库调度
流量和流速的测量有助于水库的调度管理 ，合理调节水库水位，满足供水、防洪等 需求。
THANKS
感谢观看
应用场景
适用于流体性质稳定、管道尺 寸固定的情况，如水表、油罐
车等。
优点
直接测量法的测量精度较高， 结果直观。
缺点
对于流体性质不稳定、管道尺 寸可变的情况，直接测量法可
能不适用。
间接测量法
定义
间接测量法是通过测量与流量 相关的其他参数，如压力、温 度、电导率等，来推算流量的
方法。
应用场景
适用于流体性质不稳定、管道 尺寸可变的情况，如化工流程 、污水处理等。
根据安装条件选择
安装位置
在选择流量计和流速计时，需要考虑安装位置的限制。例如，对于管道中的流量计和流 速计，需要考虑管道的直径、长度、弯曲半径等参数。
安装方式
不同的流量计和流速计需要采用不同的安装方式，如插入式、管段式、弯管式等。在选 择流量计时，需要考虑安装方式的限制，以确保流量计和流速计能够顺利安装并准确测
《流量和流速的测量》ppt 课件
目录
• 流量和流速的基本概念 • 流量测量方法 • 流速测量方法 • 流量计和流速计的选用 • 流量和流速测量的应用
01 流量和流速的基 本概念
流体的定义与特性
总结词
流体的定义、特性及分 类
流体的定义
流体是气体和液体的总 称，是能够流动的物质
。
流体的特性
具有流动性和不可压缩 性。
饮用水水质监测
通过流量和流速的测量，可以计算出 进入和流出水处理设施的水量，从而 评估饮用水水质。
在化工工程中的应用
流速流量测定课件
流速流量测定课件
• 流速流量测定基础知识 • 流速流量测定方法 • 流速流量测定仪器设备 • 流速流量测定实验技术 • 流速流量测定案例分析 • 流速流量测定发展趋势与展望
01
流速流量测定基础知识
流速的定义及分类
流速的定义
流速是指流体在单位时间内流过 的距离，通常用速度矢量表示， 即流速=距离/时间。
3
误差分析
对实验结果进行误差分析，评估实验结果的可靠 性和精度。
05
流速流量测定案例分析
河流流速流量测定案例
测量原理
01
基于流体动力学原理，通过测量河流流速和过水断面面积，计
算出流量。
测量设备
02
流速仪、面积测量设备（如声呐测深仪）、数据采集器等。
测量方法
03
在河流断面选取若干个测点，测量每个测点的流速和深度，计
算每个测点的流速流量，取平均值即为整个断面的流量。
工业管道流速流量测定案例
测量原理
基于伯努利方程，通过测量管道内流体速度和压差，计算出流量 。
测量设备
压力传感器、流量计、数据采集器等。
测量方法
在管道上安装压力传感器和流量计，实时监测流体速度和压差，计 算流量并输出数据。
气象风速流量测定案例
测量原理
中的压差。
测量流速
在管道或渠道的上下游设置测 量点，使用流速测量仪器测量
流体的流速。
数据采集与处理
记录测量数据，通过计算公式 得出流量数据，对数据进行处
理和分析。
数据处理与分析方法
1 2
数据处理
对采集到的压差和流速数据进行处理，计算出流 量数据。
结果分析
根据实验结果，分析流体的流动状态、流量变化 趋势、影响因素等。
• 流速流量测定基础知识 • 流速流量测定方法 • 流速流量测定仪器设备 • 流速流量测定实验技术 • 流速流量测定案例分析 • 流速流量测定发展趋势与展望
01
流速流量测定基础知识
流速的定义及分类
流速的定义
流速是指流体在单位时间内流过 的距离，通常用速度矢量表示， 即流速=距离/时间。
3
误差分析
对实验结果进行误差分析，评估实验结果的可靠 性和精度。
05
流速流量测定案例分析
河流流速流量测定案例
测量原理
01
基于流体动力学原理，通过测量河流流速和过水断面面积，计
算出流量。
测量设备
02
流速仪、面积测量设备（如声呐测深仪）、数据采集器等。
测量方法
03
在河流断面选取若干个测点，测量每个测点的流速和深度，计
算每个测点的流速流量，取平均值即为整个断面的流量。
工业管道流速流量测定案例
测量原理
基于伯努利方程，通过测量管道内流体速度和压差，计算出流量 。
测量设备
压力传感器、流量计、数据采集器等。
测量方法
在管道上安装压力传感器和流量计，实时监测流体速度和压差，计 算流量并输出数据。
气象风速流量测定案例
测量原理
中的压差。
测量流速
在管道或渠道的上下游设置测 量点，使用流速测量仪器测量
流体的流速。
数据采集与处理
记录测量数据，通过计算公式 得出流量数据，对数据进行处
理和分析。
数据处理与分析方法
1 2
数据处理
对采集到的压差和流速数据进行处理，计算出流 量数据。
结果分析
根据实验结果，分析流体的流动状态、流量变化 趋势、影响因素等。
《热能与动力工程测试技术(第3版)》俞小莉(电子课件)第7章 流量测量(俞老师)
第7章流量测量
7.2 节流式流量计 2 ）直管段的截面必须为圆形，而且其圆度要求很高。在节流元件前 2D范围内，分别于0D、0.5D、1D和2D处的四个截面上，以角等分方式各测 取4个管道内径，共16个测量值，记为Di（i=1，2…16），偏差要求：
Di - D ×100% 0.3% D
式（7-4）中， （3）安装要求
在实际流量测量中，当被测流体的密度、温度、压力和 其它特性与流量计刻度时所用介质的参数值不同时，必须将 根据工况条件 被测流体在实际状态下的流量变化范围换算成流量计刻度状 选择 态下相应介质（如水或空气）的流量，以此作为流量计量程 的选择依据。
其它
安装位置、安装尺寸以及流通管路的振动情况等，有时 还要考虑测量过程产生的永久压力损失带来额外能耗费用的 大小。
第7章流量测量
7.2 节流式流量计 1.测量原理与流量方程 原理：当流体流经管道中急骤收缩的局部截面时，将产生增速降压的节 流现象，流体的流速越大，即在相同流通截面积条件下的流量越大，节流压 降也越大。 根据流动的连续性方程和伯努利（Bernoulli）方程，可推导出反映流量 与节流压降关系的流量方程为：
；
第7章流量测量
7.2 节流式流量计 d.标准节流装置主要参数α和ε的确定 （1）流量系数α
α = K1 K2 K3α0
式中，K1为粘度修正系数；K2为管壁粗糙度修正系数；K3为孔板磨损修 正系数，对于喷嘴、文丘利管以及新的节流元件，K3=1。 各种标准节流装置的K1、K2、K3值可从有关流量测量标准和手册中查到。
第7章流量测量
7.4 光纤流量计 1.光纤差压式流量计 光纤差压式流量计实质上也是一种节流式流量计，其特点是利用光纤传 感技术检测节流元件前后的差压p，原理如下图所示。
流量测量优秀课件
4、节流式差压流量计的选用和安装
差压式流量计的选用：
❖ 管径、直径比和雷诺数范围的限制条件 ❖ 测量准确度 ❖ 允许的压力损失 ❖ 要求的最短直管段长度 ❖ 对被测介质腐蚀、磨损和污染的敏感性 ❖ 结构的复杂性和价格、安装使用的方便性及长期
稳定性
差压式流量计的安装：
❖ 安装时，必须保证节流件的开孔与管道同心，节 流装置端面与管道轴线垂直，节流件上、下游有 必须长度的直管段
流量测量优秀课 件
第二节 流量测量概述
定义
❖ 流量：单位时间内流过管道或设备某截面流 体的数量，亦称瞬时流量。
❖ 总流量：在一段时间内流过流体量的总和， 也可用在这段时间内对瞬时流量的积分，又 叫累积流量。
❖ 平均流量：总流量除以得到总流量的时间间 隔称该段时间内的平均流量
❖ 按数量表示方法分类：质量流量、体积流量 和重量流量
中间矩形法测 点布置图
平均流速等于各点流速的平均值
二．利用节流装置进行流量测量
❖ 组成：节流装置、导压管、显示仪表
信号变换
仪表组成
节流现象
连续流动的流体流 过安装在管道内的节流 装置时，管内流束局部 收束，从而使流速增加， 静压降低。在节流装置 前后产生一定的静压力 差的现象
常用的节流元件型式 （a）孔板（b）喷嘴（c）文丘里管
❖ 测量粘性、腐蚀性或易燃流体时，应装隔离器
例１ 采用孔板、差压变送器组成的测量系统 测量管道内流体的流量。已知差压变送器的 量程为0~0.6KPa，输出4~20mA，对应流体 的流量为0~ 4.0m3 / s 。求：1）当仪表的指示 流量为 2.0m3 / s 时，对应的孔板两端的输出压 差为多少？2）当差压变送器的输出为12mA 时，流体的流量为多少？
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❖引入取压系数ψ，即
p
' 1
p
' 2
p1 p2
则式（4）可写为：u2
124
2p1p2
体积流量（以节流件开孔面积计算）为
qvAu24d2
124
2p1p2
m3/s
流量系数α
即体积流量表示为
qv
4
d2
2
p
A0
2 p
m3/s
国际上多用流出系数C代替流量系数α，两者关系为
C
1 4
用流出系数表示的体积流量公式为
❖ 测量粘性、腐蚀性或易燃流体时，应装隔离器
例１ 采用孔板、差压变送器组成的测量系统 测量管道内流体的流量。已知差压变送器的 量程为0~0.6KPa，输出4~20mA，对应流体 的流量为0~ 4.0m3 / s 。求：1）当仪表的指示 流量为 2.0m3 / s 时，对应的孔板两端的输出压 差为多少？2）当差压变送器的输出为12mA 时，流体的流量为多少？
qv
C
1 4
A0
2 p
m3/sBiblioteka 质量流量公式为qm
C
14 A0
2p
kg/s
若流体为可压缩性流体，则
qvA0
2 P
C 14
A0
2P
m3/s
qmA 02P1C 4A 0 2P kg/s
流量系数α由实验决定，与节流件形式、取压 方式、ReD及孔径比β等有关。
m＝A0/A＝β2
3、标准节流装置
（1）标准节流装置取压方式
qm—质量流量 kg/s qw—重量流量 N/s qv—体积流量 m3/s
转换关系：
qm
qw g
qv
❖ 标准体积流量：温度为20℃，压力为 101325Pa测得的体积流量为标准体积流量。
流量计分类
速度式流量计：通过测量管道内流速求得流 体的体积流量。
差压式：孔板、文丘里管、毕托管、转子流量计 叶轮转速：水表、涡轮流量计 超声波式、电磁式、涡街流量计
先看看管道内流体的速度分布
（1）层流：
ur
umax
1
r 2
R
u
1 2
umax
r0=0.7071R
（2）紊流：
1
ur
umax
1
r n R
所以知道被测流体的 状态，就可根据流体 的流速分布情况布置 测点
u
1 2
umax
r0=0.762R
测点布置
F n
qV
n
ui
i1
qm
F n
n
i ui
节流元件前后压力和流速变化情况
节流元件前后压力和流速变化情况
1、节流件的工作原理
流体的连续性方程：
14D2u1114d'2u22
伯努利方程：
p11 21u12p2 1 22u22
结论：截面2处流速最大，流体的静压力最低
2、流量基本方程式
假设流经管道的流体为不可压缩的流体，对截
面1、2列方程式：
i 1
矩形管道：矩形每边长度为200mm左右，在小矩形 的中心布置测点 圆形管道：可采用中间矩形法和对数线性法
2i 1 r2i1 R 2n
❖ 以等环面法为例：
将截面分成几个面积相等的 同心圆环。一般要求n≥5， 直径小于300mm时，可取 n=3
按中间矩形法布置测点：在 每一个圆环内布置测点，测 点所在圆周恰将圆环面积平 分，推荐均布四个。也可按 切比雪夫法布置测点。
连续运动方程： 14D2u1 14d'2u2
（1）
伯努利方程： p11 2u12p2 1 2u22（2）
由(1)式得：
d
'
2
u1
D
u2
（3）
代入(2)式得：u2
1
1
d' D
4
2
p1
p2
（4）
对上式进行如下处理：
u2
1
1
d'
/
4
D
2p1p2
❖引入直径比β，即 d D
❖引入流束系数比μ，即 d2 d2
第7章 流速及流量测量
第二节 流量测量概述
定义
❖ 流量：单位时间内流过管道或设备某截面流 体的数量，亦称瞬时流量。
❖ 总流量：在一段时间内流过流体量的总和， 也可用在这段时间内对瞬时流量的积分，又 叫累积流量。
❖ 平均流量：总流量除以得到总流量的时间间 隔称该段时间内的平均流量
❖ 按数量表示方法分类：质量流量、体积流量 和重量流量
流体在到达节流件前应是充分发展的紊流，且流 束与管道轴线平行，不得有漩涡
（2）标准节流装置的适用条件
❖ 管道条件 安装节流件的管道必须是直的圆形管道，管道 内壁洁净 节流件上、下游的直管段长度应符合标准的要 求
节流装置示意图 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-节流元件 4-下游侧第一个局部阻力件
角接取压 标准孔板：
法兰取压
环室取压 直接钻孔取压
标准喷嘴：角接取压 文丘里管：角接取压
角接取压
法兰取压
（2）标准节流装置的适用条件
❖ 流体条件和流动条件
标准节流装置只适用于圆形截面的管道中单相、 均质牛顿流体；流经节流装置时不发生相变
流体应充满圆管，流速小于亚音速，并连续稳定 流动或随时间缓慢变化
4、节流式差压流量计的选用和安装
差压式流量计的选用：
❖ 管径、直径比和雷诺数范围的限制条件 ❖ 测量准确度 ❖ 允许的压力损失 ❖ 要求的最短直管段长度 ❖ 对被测介质腐蚀、磨损和污染的敏感性 ❖ 结构的复杂性和价格、安装使用的方便性及长期
稳定性
差压式流量计的安装：
❖ 安装时，必须保证节流件的开孔与管道同心，节 流装置端面与管道轴线垂直，节流件上、下游有 必须长度的直管段
中间矩形法测 点布置图
平均流速等于各点流速的平均值
二．利用节流装置进行流量测量
❖ 组成：节流装置、导压管、显示仪表
信号变换
仪表组成
节流现象
连续流动的流体流 过安装在管道内的节流 装置时，管内流束局部 收束，从而使流速增加， 静压降低。在节流装置 前后产生一定的静压力 差的现象
常用的节流元件型式 （a）孔板（b）喷嘴（c）文丘里管
❖ 将节流件前后的压差用两根导压管传送至测压仪 表，按最短距离敷设。两根导压管应尽量保持相 同的温度
❖ 导压管应垂直安装，防止积存气体和水分。水平 安装时，倾斜度不小于1：10，顶部设放气阀，底 部设泄水阀
❖ 测量液体时，差压计低于节流装置安装；测量气 体时，差压计最好高于节流装置；测量蒸汽时， 相对位置同液体，两导管的冷凝水在同一水平面
容积式流量计：流体在单位时间内经过流量 仪表排出的固定容积数量的多少来测量流量。 如：腰轮、椭圆齿轮、刮板流量计等
质量流量计
第三节 差压式流量计
一、利用毕托管测量流量
问题？
利用毕托管所测得的是点流速，而由于流体的粘 性作用，管道内截面上各点的分布并不均匀，而要 想得到管道内流体的流量需要得到管道内的平均流 速，而管道内哪一点的流体流速等于平均流速呢？