7,流量计系统

下图有何启示？
An Armstrong International Company
T型探头(阿牛巴)的问题
• 精度受质疑 • 高流致振动 • 高信噪比 • 低压孔易堵塞
THERMOWELL
TUBE WITHIN A TUBE CONSTRUCTION
(Prone to leak high to low)
• 对于等高不可压缩流体，密度相等，势能相等。如在高压端口处U2=0，
上述关系可简化为：
• 实际流体远比理想流体复杂，所以加上流量系数K修正，得到质量流量。
A-管道截面积，K-流量系数
An Armstrong International Company
测量原理-流量公式
An Armstrong International Company
• 流速剖面充分发展形成紊流，是差压式流量计进行准确测量的前提。因此，
差压式流量计都有直管段长度要求。
An Armstrong International Company
测量原理-直管段
• 直管段长度使用管道直径的倍数表示。按位置 不同，直管段分为前直管段和后直管段。 • 最小直管段长度不够时，可以考虑在测量点上 游安装整流器进行整流，以获得较好的流速剖 面。
子弹头型(威力巴)探头的优势
• 更好的防堵性能
• 压力牵引力小，更高的结构强度
• 一片式结构防泄漏
• 信号更稳定
An Armstrong International Company
探头表面粗糙处理的先进性
威力巴的粗糙表面 竞争对手的光滑表面
An Armstrong International Company
An Armstrong International Company
No measurement, No management!
流量测量基础知识 – 名词解释（1）
• 流量：在流体的流动中，具有某一定面积的截面，单位时间内流过该截面的流体的量称为流量。 • 单位时间里通过过流断面的流体体积，称为体积流量，用Qv表示。 • 单位时间里通过过流断面的流体质量，称为质量流量, 用Qm表示。 • 通常测量介质为气体时，我们用体积流量来表示；测量介质为蒸汽时，我们用质量流量来表示；
LOW PRESSURE PORT
An Armstrong International Company
均速管流量计的发展历史
时间 探头名称 18 世纪 皮托管 20 世纪 60 年代 均速皮托管 20 世纪 70 年代 钻石Ⅰ型探头 20 世纪 80 年代 钻石 II 型探头 20 世纪 90 年代中期 子弹头形探头
探头结构
单低压取压孔
速度。皮托管可用于测量某给定点的局部速度而不是整条管线的平均速度。
An Armstrong International Company
均速管流量计 Averaging Pitot Flowmeter
威力巴采用等面积法(Centroid of Equal Areas)确定取压孔位置，测得平均流速。
单低压取压孔
内置高压取压管
内置高压取压管
高压取压孔 低压取压孔 防渗漏设计 防堵性能 信号稳定性 流体测试数据 K 系数推导
单个(对于实际的流 速剖面无能为力) 单个(对于实际的流 速剖面无能为力) 无此问题 取压孔很易堵塞 仅在实验室中才能正 常工作 没有 没有
多个高压取压孔，内置单 多个高压取压孔，内置单个 个高压取压管 高压取压管 单低压取压孔，内置低压 单低压取压孔，内置低压取 取压管 压管 无此问题 非常容易被堵塞 信号很不稳定 没有 没有 10—15% 无此问题 低压取压孔还是非常容易 被堵 信号波动非常严重 没有 没有 3—5%
An Armstrong International Company
Veris USA 简介
• Founded in 1989 to Improve DP Flow Sensors
• Over 140 Years of Combined Flow Measurement Experience
• Acquired by Armstrong International Feb, 2014 • ISO 9001, PED, CRN, IBR, GOST Certifications • Recognized Worldwide for Superior Performance
测量介质为液体时，两者均可。
• 密度和相对密度： (M 流体质量；V流体体积； ρ流体的密度) • 密度：把某种物质的质量与该物质体积的比值叫作这种物质的密度。
• 相对密度：物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。符号为d，无量纲量。一般
相对密度只用于气体，作为参考密度的可以为空气或水：当以空气作为参考密度时，是在标准状 态（0℃和101.325kPa）下干燥空气的密度。
流量测量基础知识
流量测量基础知识 – 主要应用领域
• 流量测量技术与仪表的应用主要有以下几个领域： • 工业生产 流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛应用于冶金、 电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑等各个领域中。这里的流量测量主要 用于自动控制。 • 能源计量 流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和 油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经 济核算不可缺少的工具。 • 环境保护 烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。 国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的 污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制，流量 计在烟气排放、污水、废气处理流量计量方面有着不可替代的位置。
An Armstrong International Company
流量测量基础知识 – 名词解释（2）
• • 雷诺数 雷诺数（Reynolds number）一种可用来表征流体流动情况的无量纲数。Re=ρ vd/μ ，其中v、ρ 、 μ 分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。
•
雷诺数是流体力学中表征粘性影响的相似准则数。雷诺数较小时，黏滞力对流场的影响大于惯性力，
An Armstrong International Company
流量测量基础知识 – 名词解释（4）
• 重复性 流量计的重复性是指在同一工作条件下对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的一致程度。 应该指出，精确度和重复性是两个不同的概念。精确度是指测量值与真值的偏差，而重复性只表明测 量值的分散程度。
• 稳定性和零飘
稳定性是流量计在较长时间工作下保持其测量特性的能力，通常稳定性是对时间而言的。如果考虑其 他参数的稳定性时应予明确说明。
流量计在零输入时，输出的变化称为零飘。
An Armstrong International Company
流量测量基础知识 – 名词解释（5）
• 液体中混有气体(泡) • 液体中混有气体(泡)，是液体流量测量产生测量误差和输出不稳等故障出现的原因之一。除上面所 述气穴产生气泡外，还有旋涡等卷入空气、管道充液不全残留空气、密封泄漏、液体中溶解的气体 因温度、压力变化游离成气泡、冷却收缩形成的气泡等。 • 对于测量液体介质，推荐将威力巴安装在管道下方，这样可以使气泡回流入管道中。若威力巴安装 在管道上方，要考虑安装排气阀。 • 技术参数及单位 • 标况条件：通常指温度为0℃（273.15开）和压力（或压强）为101.325千帕（1标准大气压，760毫 米汞柱）的情况。使在比较气体体积时有统一的标准。温度还有一种说法，为20°C（293.15K),具 体使用哪种温度根据客户提供的标准。
测量原理-流速剖面
Verabar Textbook Profile Fully Developed ± 1% Actual Profiles
Other ± 10%
层流流速分布
Location of Average Velocity
紊流流速分布
• 由于管道壁面摩擦和上游扰动会产生不同的流速剖面，从而影响测量效果。
• 压力损失 压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。压力损失小，流体能耗小，测量成本低。反之 则能耗大，经济效益相应降低。故希望流量计的压力损失愈小愈好。 • 精确度 精确度表示了仪表的测量值与真实值的一致程度。精度等级有：0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、 2.5等。
多个高压取压孔，无高 压取压管 多个低压取压孔，无低 压取压管 有 还是没有解决 信号波动大 有 没有 1%，长期精度不高
多个高压取压孔，无高压 取压管 多个低压取压孔，无低压 取压管 单体结构，无此问题 低压取压孔位于分离点 前，实现本质防堵 无脉动，信号非常稳定 全面 通过数学解析模型获得， 理论值与实际偏差仅为 0.5% 实践证明，长期精度达到 1%
An Armstrong International Company
Shanghai Veris简介
• 成立于2006年，为国内用户提供优质的产品和服务；
• 拥有专业流量标定站，检定能力覆盖DN50~DN300； • 通过德国TUV的ISO 9001:2008质量管理体系认证。
An Armstrong International Company
Product Training
November, 2014
1、Verabar, 威力巴 2. Elbert (Accelabar), 艾伯特
培训目录
• 公司简介 • 流量测量基础知识 • 均速管流量计的测量原理 • 均速管流量计的发展历史 • 一次仪表 • 二次仪表及配件 • Verabar, Elbert的安装说明 • 现场应用案例 • 相关标准
An Armstrong International Company
均速管流量计测量原理
测量原理-伯努利方程
• 伯努利方程：根据能量守恒原理，当理想流体 在重力作用下在管内定常 流动（即流体流动时，其任何一点的压力、速度和密度等物理量都不随 时间变化）时，对于管道中任意两个截面Ⅰ和Ⅱ有如下关系式：
前直管段
后直管段
不同形式的整流器
An Armstrong International Company
测量原理-直管段
0 Diameters for Elbert
An Armstrong International Company
Biblioteka Baidu
均速管流量计发展历史
皮托管 Pitot Tube
• 皮托管由法国工程师亨利· 皮托(Henri Pitot)于18世纪初发明，并在19世纪中叶由法 国科学家亨利· 达西(Henry Darcy)改进为现在的样子。 • 皮托管通常用于测量飞行器和船舶的速度和工业设施中的气体、空气和液体的流动
An Armstrong International Company
层流流速分布
紊流流速分布
流量测量基础知识 – 名词解释（3）
• 流量范围 流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。在该范围内仪表在正常使用条件下示值误差不 超过允许误差值。 • 量程和量程比
流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量程比。
测量精度
很低
An Armstrong International Company
均速管流量计的发展历史
Round, Diamond and T Shapes Verabar
L
H
L
H
L
H L
H H
L
L
18世纪
20世纪60年代
20世纪70年代
21世纪初
20世纪90年代
An Armstrong International Company
流场中流速的扰动会因黏滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性力对 流场的影响大于黏滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则
的紊流流场。
• • • • 层流和紊流 流动过程中各流体层之间互不干扰地流动，叫做层流。Re<2300 流动过程中各流体层之间发生混掺现象，叫做紊流或湍流。Re>4000。 一般管道流动均为紊流流动，流量仪表也是针对紊流流态设计的。