项目五(2)——孔板流量计的流量测定ppt-dcsec
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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》 (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
孔板流量计ppt课件
目前，整个行业的产业结构也调整得很完善，至少符 合目前的市场发展，在加强创新的同时，吸收了国内外先 进的制造技术，并整合进创新理论，变为自己的创新技术， 为电磁流量计的发展提供了动力。流量计国际市场竞争力 在不断增强。
8
2
中央开圆孔的板
压差计
“缩脉”流速最大
孔板流量计以通过孔板时产生的压力差 作为测量依据
3
二、孔板流量计的原理
4
5
ห้องสมุดไป่ตู้
6
角接法孔板流量计的流量系数曲线
7
三、孔板流量计应用现状
孔板流量计行业在我国自动化仪表行业中的地位是十分 显赫的，在连续化的工业生产中，很多运行系统或者现场 计量都离不开流量计。比如自来水厂管道流量需要计量， 这个时候孔板流量计就非常适合，再比如现场蒸汽流量需 要计算，这个时候就需要用到孔板流量计，等等还有很多 地方需要流量计。而目前，电磁流量计行业算是流量计行 业中发展最快的一个，每年都保持8%的增长趋势。
孔板流量计
一、孔板流量计的结构 二、孔板流量计的工作原理 三、应用现状
1
一、孔板流量计的结构
孔板流量计是在管道内与流动方向垂直的 方向上插入一块中央开圆孔的板，孔的中 心位于管道的中心线上，孔口从前向后扩 大，侧边与管轴线成45°角如图所示。
孔板流量计除孔板外，还需要压差计。 压差计的安装有角接法和径接法两种。
8
2
中央开圆孔的板
压差计
“缩脉”流速最大
孔板流量计以通过孔板时产生的压力差 作为测量依据
3
二、孔板流量计的原理
4
5
ห้องสมุดไป่ตู้
6
角接法孔板流量计的流量系数曲线
7
三、孔板流量计应用现状
孔板流量计行业在我国自动化仪表行业中的地位是十分 显赫的，在连续化的工业生产中，很多运行系统或者现场 计量都离不开流量计。比如自来水厂管道流量需要计量， 这个时候孔板流量计就非常适合，再比如现场蒸汽流量需 要计算，这个时候就需要用到孔板流量计，等等还有很多 地方需要流量计。而目前，电磁流量计行业算是流量计行 业中发展最快的一个，每年都保持8%的增长趋势。
孔板流量计
一、孔板流量计的结构 二、孔板流量计的工作原理 三、应用现状
1
一、孔板流量计的结构
孔板流量计是在管道内与流动方向垂直的 方向上插入一块中央开圆孔的板，孔的中 心位于管道的中心线上，孔口从前向后扩 大，侧边与管轴线成45°角如图所示。
孔板流量计除孔板外，还需要压差计。 压差计的安装有角接法和径接法两种。
孔板流量计PPT
The user can demonstrate on a projector or computer, or print the presentation and make it into a film to be used in a wider field.
中煤zmjt063
孔板流量计应用于石油、化工、冶金、电力、 供热、供水等领域的过程控制和测量。孔板流 量计被广泛适用于煤炭、化工、交通、建筑、 轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日 常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生 产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益 和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要 的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪 表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检 测仪表和测量物料数量的总量表。
化工、冶金、电力、轻工等部门。
ห้องสมุดไป่ตู้
孔板流量计节流装置 结构易于复制，简单、 牢固，性能稳定可靠， 使用期限长，价格低
廉
孔板计算采用国际标 准与加工。
孔板流量计应用范围 广，全部单相流皆可 测量，部分混相流亦
可应用。
标准型节流装置无须 实流校准，即可高过
压。
一体型孔板流量计安 装更简单，无须引压 管，可直接接差压变 送器和压力变送器。
kong ban liu liang ji . 中煤zmjt063
1 孔板流量计 介绍 应用 参数
2 ZLD-2型孔板多级流量计 介绍 结构原理 参数
3 LK110孔板流量计 介绍 特点 技术指标
4 DN200孔板流量计 介绍 原理与特点 适用范围
孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器 （或差压变送器、温度变送器及压力变送器） 配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气 体、蒸汽、液体及天然气的流量，广泛应用于 石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域 的过程控制和测量。节流装置又称为差压式流 量计，是由一次检测件（节流件）和二次装置 （差压变送器和流量显示仪）组成广泛应用于 气体。蒸汽和液体的流量测量。具有结构简单 ，维修方便，性能稳定。
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
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
化工原理课件-流速和流量测定
qv qvo u0 A0 C0 A0
2 p1 p0
若采用正U型管压差计测 量压差则：
u
u0 C0
2i gR
qv C0 A0
2i gR
缩脉
1
2
3
0
0
1
2
3
R
孔板流量计
C0与哪些因素有关？ C0 主 要 取 决 于 管 道 流 动 的 Re1 和 面 积比m 、测压方式、孔口形状、加
压差计读数反映冲压能与静压能之差，即
p
pB
pA
( pA
u
2 A
)
pA
u
2 A
2 2
则有
uA
2p
若U型管压差计的读数为R，指示液的密度为ρi ， 流体的密度为ρ，则根据静力学基本方程，可得
uA
2gR(i )
当被测的流体为气体时，上式可化简为
uA
转子流量计 体积流量
qv CR A0
2( f )Vf g Af
（1）特点： 恒压差、变截面——截面式流量计
（2）刻度换算： 标定流体： 20℃水（＝1000kg/m3 ） 20℃、101.3kPa下空气（ ＝1.2kg/m3）
CR相同,同刻度时:
qvB A( f B ) qvA B ( f A)
工光洁度、孔板厚度，管壁粗糙度
也对C0有影响。对以上情况都规定 的标准孔板， C0 = f(Red , m)，其
关系由实验测定。
Red
du1
不是Re0
d0u0
如图所示为标准孔板的C0曲线，
第二章-流量测量.PPT课件
容积式流量计特点和要求
由于受零件变形的影响，容积式流量计一般不宜 在高温或低温下使用。 可就地显示、远传显示
椭圆齿轮流量计
腰轮流量计
刮板流量计
转子流量计
又称恒压降变面积流量计，适用 于中小流量。 检测原理 流体在锥形管中自下而上流动， 其中的浮子（转子）将稳定在 某一个位置
转子流量计
对浮子受力分析：（浮子重力=浮力+流体阻力)
涡轮流量计
1．基本工作原理 涡轮流量计是从叶轮流量计（水表）基 础上发展起来的
流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的 旋转速度随流量的变化而变化，通过涡轮 外的磁电转换装置可将涡轮的旋转转换成 电脉冲，转动的频率与流量等相关
涡轮流量计
流量方程
ω –涡轮角速度 ξ- 仪表转换系数 α-与叶轮半径和流体性质相关 系数
式中：qv0为用水标定时的流量刻度 ρt、 ρw分别为浮子和水的密度 V为浮子 体积 h为浮子高度 Φ为仪表常数
转子流量计
2、介质不是水的流量方程 流量qvf与h的关系满足：
qvf和ρf分别为被测介质的实际流量和 密度
转子流量计
3、如果被测介质的粘度和水的粘度相差不大， 可以近似认为φ是常数，则它们的流量关系 有：
转子流量计
例：现有一只以水标定的转子流量计用来测量 苯的流量，已知转子的材料为不锈钢（密度 7.9g/cm3），苯的密度为0.83g/cm3 ，请问 流量计读数为3.6L/s时，苯的实际流量是多少？
转子流量计
解： 质量流量的修正公式
因此
涡街流量计（VSF）
1878年斯特劳哈尔（Strouhal）就发表了关于流体振动 频率与流速关系的文章。
间接式：先测中间量，后推算出质量流量，测量方法 有以下几种：1 、双通道检测法，即测量两个与流量 有关的中间量，并对这两个中间量作运算处理，推出 被测参数的质量流量；2、组合法，即通过体积流量 和密度的组合测出得出质量流量；3、补偿法，通过 测量被测流体的温度和压力将被测流体的体积流量自 动换算成标态下的体积流量，从而间接测出质量流量。
孔板流量计
2 v 2
2
式中：p1、v1 —— 截面I—I处的压力和速度； p2、v1 —— 截面Ⅱ—Ⅱ处的压力和速度。
根据伯努利方程（能量守恒定律），在水平 管道上Z1＝Z2，则有如下关系式：
利用伯努利方程和流动连续性原理，在两个 横截面上则有如下关系式：
式中：p1、v1 —— 截面I—I处的压力和速度； p2、v1 —— 截面Ⅱ—Ⅱ处的压力和速度。
1 . 测量原理
当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流 件处（即孔板处）形成局部收缩，因而流速增 加，静压力降低，便在节流件前后便产生了压 差。 流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据 压差来衡量流量的大小。 依据：流体连续性方程（质量守恒定律）和伯 努利方程（能量守恒定律）。 压差影响因素：流量、节流装置形式、管道内 流体的物理性质（密度、粘度）
将（2）代入（3）式，并整理，则得：
而
所以
根据直径比β的定义：β=d0/D
这样可推导出以下的理论流量公式：
又由于在推导这个流量方程式时，没有考虑两 截面间的机械能损失，所以流量方程式中要加 入一个校正系数C，上式便可改写为：
上式为针对不可压缩的理想流体而得出的流 量公式。对于可压缩流体（如各种气体、蒸 汽）流过节流装置时，压力发生改变必然引 起密度的改变，因此对于可压缩流体上式应 引入气体可膨胀系数，则式变为：
qv
1 1 4
CA0
2P
1
孔板流量计构造简单，制造和安装都比较 方便，其主要缺点是能量损失较大。
Hale Waihona Puke 主要内容1. 测量原理
2. 理论计算
我国著名的都江堰水利工程应用 宝瓶口的水位观测水量大小等等。 古罗马凯撒时代已采用孔板测量居 民的饮用水水量。 公元前1000年左右古埃及用堰法测 量尼罗河的流量。
流体输送技术—流量测量(化工原理课件)
➢ Vf——转子的横截面积，单位m2 ➢ ρf——转子材料的密度，单位kg/m3 ➢ ρ——被测流体的密度，单位kg/m3
优点：读取流量方便，能量 损失很小，测量范围也宽， 能用于腐蚀性流体的测量。
缺点：管壁大多为玻璃制品， 不能经受高温、高压，易破 碎而且安装时要求保持垂直。
日常生活
科学研究 工业生产
1
A0 A1
2
2 p1 p0
d1/2
2d1
如果考虑通过孔口的局部阻力损 失，用系数c1校正。
用c2校正上式（p1-p0）与测量时 压差计读数（pa-pb）的偏差。
u0
c1c2 1 ( A0 )2
A1
令孔流系数 C0
2( pa pb )
c1c2
2
1
A0 A1Leabharlann 则有：u0 C0
结构
转子流量计 工作原理
孔板流量计、文氏流量计和转 子流量计这三种流量测量仪表有 什么区别？
缺点：流体经过孔板后能量损 失较大，且孔口边缘容易腐蚀 和磨损。
文 氏 流 量 计
文 氏 流 量 计
文 氏 流 量 计
1 0
1'
0'
流量系数，量纲为1。其值可由实验测定或从仪表手册中查得
qv CV A0
2Rg(A )
被测流体的密度，单位为kg/m3
喉管的截面积，单位为m2
优点：能量损失小，适用于低 压气体输送管道中的流量测量。
2( pa
pb )
C0
2( A )gR
孔板截面积，单位为m2
流体的流量，单位为m3/s
qv C0 A0
2( A ) gR
U形压差计上的读数， 单位为m
优点：读取流量方便，能量 损失很小，测量范围也宽， 能用于腐蚀性流体的测量。
缺点：管壁大多为玻璃制品， 不能经受高温、高压，易破 碎而且安装时要求保持垂直。
日常生活
科学研究 工业生产
1
A0 A1
2
2 p1 p0
d1/2
2d1
如果考虑通过孔口的局部阻力损 失，用系数c1校正。
用c2校正上式（p1-p0）与测量时 压差计读数（pa-pb）的偏差。
u0
c1c2 1 ( A0 )2
A1
令孔流系数 C0
2( pa pb )
c1c2
2
1
A0 A1Leabharlann 则有：u0 C0
结构
转子流量计 工作原理
孔板流量计、文氏流量计和转 子流量计这三种流量测量仪表有 什么区别？
缺点：流体经过孔板后能量损 失较大，且孔口边缘容易腐蚀 和磨损。
文 氏 流 量 计
文 氏 流 量 计
文 氏 流 量 计
1 0
1'
0'
流量系数，量纲为1。其值可由实验测定或从仪表手册中查得
qv CV A0
2Rg(A )
被测流体的密度，单位为kg/m3
喉管的截面积，单位为m2
优点：能量损失小，适用于低 压气体输送管道中的流量测量。
2( pa
pb )
C0
2( A )gR
孔板截面积，单位为m2
流体的流量，单位为m3/s
qv C0 A0
2( A ) gR
U形压差计上的读数， 单位为m
测量气体流量如孔板差压流量计课件
海上油田普遍使用易于维护、高精确度的气体
差压式流量计，主要有FOXBORO气动的13A、15A、
13Hd／p cellTM系列和电动823d／p cellTM系列。
9
（1）安装要求
见图（7—7）
以上的安装是按照美国 GAS ASSOCIATION标准
的要求。在变送器前面使用一个整流叶片
（ STRAIGHTENING VANES）， 目 的 是 在 孔 板 和 STRAIGHTENING VANES之间形成一个平稳的、线
2
二、差压法测气原理
充满管道的流体，当它 流经管道内节流装置(如孔 板)时，流速将在节流装置 处形成局部收缩，将使部 分压能转为动能，其结果 使流速增加，静压降低， 在节流装置前后产生了压 力降， 如图7-2所示。
流束局部收缩：被测流 体流经节流装置时，节流 装置前后的特性和压力分 布图7-2所示。
和pc，To和Tc计算出视温Tr和视压pr，通过视温Tr和视
压pr查图7－16，可得到气体压缩系数Zo。将各参数的
值代人公式，经计算可得到单井气产量。
16
2．单井气量的计算实例
例 某生产井产气的各测量参数值如下：
孔板直径 d=63.5rnm；
管道内径 D=142·5mm；
测试分离器压力 po＝3.35MPa； 测试分离器温度 To＝58℃；气相对密度 由孔板直径d＝63.5mm和管道内径D＝142.5mm
p1
pmax 100 2
p
2
hw
H max h 2 100 2
代入数据计算得
p1=1.6MPa
hw=14400Pa
故实际静压值为1.6MPa，实际差压值为
14400Pa
化工原理讲师课件-流量测量
测压小孔，流体从小孔旁流过。为了减小误差，测速管的 前端经常做成半球形以减少涡流。
2、测速管的原理
►测量时，测速管可以放在管截面的任一位置上， 并使其管口正对着管道中流体的流动方向，外管 与内管的未端分别与液柱压差计的两臂相连接。
►测速管的内管测得的为管口所在位置的局部动能
u2r/2与静压能p/ρ之和，合称为冲压能， 故内管又称冲压管。
孔板两侧的测压孔与U管压差计 相连，由压力计上的读数R即可 算出管路中流体的流速和流量。
孔板流量计录像
2、孔板流量计测量原理
► 当流体流过小孔以后，由于惯性作用，流动截面并不立 即扩大到与管截面相等，而是继续收缩一定距离后才逐 渐扩大到整个管截面。流动截面最小处(如图中截面2－ 2′)称为缩脉。流体在缩脉处的流速最高，即动能最大， 而相应的静压强就最低。因此，当流体以一定的流量流 经小孔时，就产生一定的压强差，流量愈大，所产生的 压强差也就愈大。所以利用测量压力差的方法来度量流 体流量。
常要求上游直管长度为50d1，下游直管长度为 10d1。 ►若A0/A1较小，则这段长度可缩短一些。
测速管的外管前端壁面四周的测压孔口与管道中 流体方向平行，故测得的是液体的静压能p/ρ 故外管又称为静压管。
则测量点的局部流速为：
►内管测得的为A截面的冲压能： ►外管测得的B截面的静压能： ►U管压差计读数为两者之差，即
►则测量点的局部速度：
测速管的制造精度影响测量的准确度，故严格说
来式的等号右边应乘以一校正系数Ｃ，即
2、测量原理
► 不可压缩流体在水平管内流动，取孔板上游流体流动截面 ► 尚未收缩处为截面1-1′，下游截面应取在缩脉处，以便 ► 测得最大的压强差读数，但由于缩脉的位置及其截面积难 ► 于确定，故以孔板处为下游截面o-o′。 ► 在截面1-1′与o-o′间列柏努利方程式，并暂时略去两截面
2、测速管的原理
►测量时，测速管可以放在管截面的任一位置上， 并使其管口正对着管道中流体的流动方向，外管 与内管的未端分别与液柱压差计的两臂相连接。
►测速管的内管测得的为管口所在位置的局部动能
u2r/2与静压能p/ρ之和，合称为冲压能， 故内管又称冲压管。
孔板两侧的测压孔与U管压差计 相连，由压力计上的读数R即可 算出管路中流体的流速和流量。
孔板流量计录像
2、孔板流量计测量原理
► 当流体流过小孔以后，由于惯性作用，流动截面并不立 即扩大到与管截面相等，而是继续收缩一定距离后才逐 渐扩大到整个管截面。流动截面最小处(如图中截面2－ 2′)称为缩脉。流体在缩脉处的流速最高，即动能最大， 而相应的静压强就最低。因此，当流体以一定的流量流 经小孔时，就产生一定的压强差，流量愈大，所产生的 压强差也就愈大。所以利用测量压力差的方法来度量流 体流量。
常要求上游直管长度为50d1，下游直管长度为 10d1。 ►若A0/A1较小，则这段长度可缩短一些。
测速管的外管前端壁面四周的测压孔口与管道中 流体方向平行，故测得的是液体的静压能p/ρ 故外管又称为静压管。
则测量点的局部流速为：
►内管测得的为A截面的冲压能： ►外管测得的B截面的静压能： ►U管压差计读数为两者之差，即
►则测量点的局部速度：
测速管的制造精度影响测量的准确度，故严格说
来式的等号右边应乘以一校正系数Ｃ，即
2、测量原理
► 不可压缩流体在水平管内流动，取孔板上游流体流动截面 ► 尚未收缩处为截面1-1′，下游截面应取在缩脉处，以便 ► 测得最大的压强差读数，但由于缩脉的位置及其截面积难 ► 于确定，故以孔板处为下游截面o-o′。 ► 在截面1-1′与o-o′间列柏努利方程式，并暂时略去两截面
化工基础流速和流量的测量教学PPT
qV CR s2
2gVf ( f ) sf
3) 转子流量计的量程 4) 阻力损失
qV max S2,max
q S V min
2,min
Re 104时，阻力损失不随流量变化。
(4) 安装
1) 必须垂直安装〔只能测垂直管中流量〕； 2) 必须保证转子位于管中心；
〔转子上刻有斜槽〕 3) 各种流量计在管路中的安装；
层流： u 0.5umax 湍流： u 0.8umax
2) 安装 a〕管口截面： 严格垂直于流体的流动方向； b〕测量点选择： 在稳定流动段〔直管段〕， 且前后直管各50d , 至少 8-12d；
c〕毕托管直径： 外径不超过管径的1/50；
d〕测量气体时： 压力变化不超过15%； 要求气体流速 > 5 m/s；
(3) 流量计的校正 1) 刻度标准(厂家)：液体 20℃、 水；
气体 20℃、101325 Pa的空气。 2) 条件变化时，校正方法：
* 测不同种类流体时， a〕校正密度 同一刻度下，
即：qVB qVA
A( f B ) B ( f A)
b〕实验，重新标定刻度-流量曲线(常用方法〕 * 量程不符时， 改变转子ρf、Vf、Sf
2.6 流体输送设备
流体流动需要一定的推动力来抑制管路和设备的阻力， 才能把流体从低处送到高处，或从低压系统输送到高 压系统。一般把输送液体的机械通称为泵，输送气体 的①机动械力称〔为叶轮风〕机式或利压用缩高机速。旋转的叶轮给流体提供动能。
②容积〔正位移〕式 利用活塞、齿轮、螺杆等直接挤压流体 ③不属于上述类型的其它形式的泵，如喷射泵。 作用：向系统输入能量，补充所需机械能；
出的流量与扬程、功率, 效率之间的关系曲线称为
孔板流量 (2)
孔板流量简介孔板流量是一种常用的流量测量方法，通过在管道内安装一个具有特定形状的孔板，通过测量孔板两侧的压力差来计算管道内的流量。
这种方法简单、可靠，并且适用于不同类型的流体。
本文将介绍孔板流量的原理、计算公式、安装和维护等内容。
原理孔板流量的测量原理基于伯努利方程和连续性方程。
当流体通过孔板时，流速增加导致静压降低，通过测量孔板两侧的压力差，可以间接地计算出流速和流量。
具体而言，假设孔板两侧的压差为△P，孔板的面积为A，流体的密度为ρ，流速为v。
根据伯努利方程及连续性方程可以得到如下公式：Q = Cv * A * (2g * △P / ρ) ^ 0.5其中，Q为流量，Cv为孔板流量系数，g为重力加速度。
计算公式孔板流量计算公式为：Q = Cv * A * (2g * △P / ρ) ^ 0.5其中，Q为流量，Cv为孔板流量系数，A为孔板的面积，△P为孔板两侧的压差，ρ为流体的密度，g为重力加速度。
孔板流量系数Cv的值由孔板的形状、孔板管径比和雷诺数等因素决定。
不同类型的孔板拥有不同的Cv值，需要通过实验或查阅相关资料来确定具体的Cv值。
安装和维护在安装孔板流量计时，需要注意以下几点：1.孔板应安装在流体管道的直线段上，流体的进口和出口应保持充分的直管段，以获得准确的流量测量结果。
2.孔板的安装位置应避免存在硬块或异物，以免影响测量结果。
3.安装孔板前应对管道进行彻底的清洗，以保证没有杂质和沉积物。
在维护孔板流量计时，需要进行以下操作：1.定期检查孔板是否存在腐蚀或损坏情况，如有需要及时更换。
2.定期清洗孔板及其周围区域，避免孔板堵塞影响测量结果。
3.孔板流量计应定期进行校准，以确保测量结果的准确性。
优缺点孔板流量计具有以下优点：1.结构简单、安装方便。
2.测量稳定可靠，适用于不同类型的流体。
3.流通阻力较小。
4.精度相对较高。
然而，孔板流量计也存在一些缺点：1.测量精度受到管道内部和孔板周围的流动条件影响较大。
项目五——孔板流量计和流量测定22页PPT
ห้องสมุดไป่ตู้ 31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
项目五——孔板流量计和流量测定
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
孔板流量计流量系数的测定
流量计流量系数的测定 ——孔板流量计流量系数的测定一． 实验目的1． 掌握孔板流量计测量流量的原理。
2． 掌握孔板流量计的流量系数测定。
二． 实验装置实验装置如图所示。
三． 实验原理如右图所示，取截面1-1忽略损失,列能量方程，Z gV r P Z 222111+=++因轴线水平, Z 1=Z 2 , 则上式为：gV gV rP rP 22212221-=-（1）又因h r P r P ∆=-21，用连续性方程 2(21⎪⎭⎫⎝⎛=d D V V 代入（1）式得：g V d D h 21224⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆ ， 即：124-⎪⎭⎫⎝⎛∆=d D h g V因此，通过孔板流量计的理论计算流量为：42DQ π=理124-⎪⎭⎫⎝⎛∆d D h g ， 令12442-⎪⎭⎫ ⎝⎛=d D g DKπ （常数）则 hK Q ∆=理由于实际存在能量损失，所以实测流量实Q （计量水箱测得）应小于理论计算流量理Q ，即：理实Q Q =μ，μ称为流量系数。
对于孔板： D=0.035md=0.010m流量计量：计量水箱每毫米液高，相当于0．2116×10-3m3体积水量。
四．实验方法及步骤1．首先缓慢打开（顺时针方向）流量调节阀、溢流阀、放水阀。
再开启水泵给各水箱上水，使各水箱处于溢流状态，以保证测量水位稳定。
2．缓慢关闭（逆时针方向）流量调节阀，排出测试管段内空气，直到测压计的所有玻璃管水位高度一致。
3．缓慢打开流量调节阀到一适当开度（应预先估计，使阀在全关到全开即：00-900范围，能调出6-7个不同开度），同时观察测压计。
当液柱稳定后关闭放水阀，记录所测管段进出口玻璃管液位及计量水箱接纳一定容积水所用时间。
4．调节到另一开度，重复上述测量内容，共测量6-8个不同开度，将测试数据记入实验数据表。
五．实验数据表以雷偌数Re为横坐标，流量系数μ为纵坐标作出关系曲线。
六．误差分析含绝对误差、相对误差及误差原因分析。
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10
二、产品知识——孔板流量计 的测量原理与结构
q
v
节流装置
△P ＝
p 1
－
p 2
差压变送器
I0
q
显示仪表
v
差压变送器
节流装置
信号传输
显示仪表
差压式流量计主要由三部分组成（见图所示）：第一部分为 节流装置，它将被测流量值转换成差压值；第二部分为信号的传 输管线；第三部分差压变送器，用来检测差压并转换成标准电流 信号，用于量值显示或控制之。
(2) 管道内的流速是稳定的，或者实际上可以认为是稳定的(当流速稳定时，在 同一点的流速和压力不随时间而变化)。
(3) 被测介质通过节流装置时，其相态不变，如液体不蒸发，过热蒸汽仍然是过 热的，溶解在液体中的气体不析出等。同时是单相存在的；对于成分复杂的介质，只 有其性质与单一成分的介质类似时，才能使用。
5
（3）涡街流量变送器
应用：涡街流量变送器，主要用于工业管道流体介质的 流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力 损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎 不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。
6
（3）涡街流量变送器
测量原理：在流体中垂直地插入一根柱状阻力体时，在其 两侧就会交替地产生旋涡，随着流体向下游方向运动，形成旋 涡列，称为卡曼涡街，见图。产生涡街的阻力体称旋涡发生体。 实验证明，旋涡的频率与流速成正比，即与体积流量Q成正比 而与压力、温度、密度等参数无关。
(4) 测量气体(蒸汽)流量时所析出的冷凝水或灰尘，或测量液体流量时所析出的 气体或沉淀物，既不得聚积在管道中的节流装置附近，也不得聚积在连接管内。
11
（一）测量原理
流体流经孔板时的节 流现象
连续流动的流体遇到安插在管道内的节流装置时(节流 装置中间有个圆孔，孔径比管道内径小)，流体流通面积突然 缩小，在压头的作用下，流体的流速增大，挤过节流孔，形 成流束收缩，从而产生压差。流过的流量愈大，在节流装置 前后所产生的压差也就愈大，因此可通过测量压差来计量流 体流量的大小。
13
（三）标准节流件及其取压方式
1、标准节流件
标准孔板的结构
标准喷嘴的结构
14
文丘里管的结构
（三）标准节流件及其取压方式
2、取压方式
角接取压
法兰取压
标准喷嘴的取压方式
15
二、使用知识——安装与选择
（一）标准节流装置的使用条件
(1) 被测介质应充满全部管道截面，并沿着内径不小于50mm的圆形管道流动；对 文丘里管则其管径不应小于l00mm，亦不能大于800mm。
7
（4）椭圆齿轮流量计（容积式）
应用:椭圆齿轮流量计是直读累积式仪表，是计量流 经管道内液体流量总和的容积式流量计。可广泛用于石 油、化工、医药卫生等部门的流量测量。
8
（5）超声波明渠流量计
应用：超声波明渠流量计是用于测量工矿企业自然流管（渠）道污 水排放计量的新型测量仪表，简称“污水流量计”。它广泛适用于石油、 化工、化纤、轻纺、制药等行业的污水排放计量，是城市水污染防治和 环保部门监控污染物排放的必要仪表之一，也是今后水利部门农灌水排 放计量的必备仪表。
3
（2）电磁流量计
应用：LD电磁流量计由传感器 和转换器两部分构成。它是基于法 拉第电磁感应定律工作的，用来测 量电导率大于5μS/cm导电液体的体 积流量，是一种测量导电介质体积 流量的感应式仪表。除可测量一般 导电液体的体积流量外，还可用于 测量强酸、强碱等强腐蚀液体和泥 浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相 悬浮液体的体积流量。广泛应用于 石油、化工、冶金、轻纺、造纸、 环保、食品等工业部门及市政管理、 水利建设、河流疏浚等领域的流量 计量
项目一 液位控制系统
模块二 孔板流量计的流量测定
湖州职业技术学院机电工程分院
1
质量流量计
容积式流量计
2
一、知识学习
1、流量检测仪表分类
振动陀螺式流量计 角动量式流量计 科里奥里流量计 热量式流量计
活塞式流量计 刮板式流量计 腰轮流量计 椭圆齿轮流量
计
均速管流量计 靶式流量计 超声波流量计 旋涡流量计 涡轮流量计 电磁流量计 转子流量计 差压式流量计
4
（2）电磁流量计
测量原理：根据法拉第电磁感应 原理，在与测量管轴线和磁力线相垂 直的管壁上安装了一对检测电极，当 导电液体沿测量管轴线运动时，导电 液体切割磁力线产生感应电势，此感 应电势由两个检测电极检出，数值大 小与流量成比例，其值为：
E = KBVD 式中： E-感应电势；K-与磁场分布及轴向长度有关的系数；B-磁感 应强度；V-导电液体平均流速；D-电极间距（测量管内直径）。
QV 0.003999d 2 p /
12
（二）标准节流装置
标准化的节流装置，只要按照规定进行设计、安装和 使用，不必进行标定，就能准确地得到其精确的流量系数 和膨胀系数，从而进行准确的流量测量。
标准节流装置规定了它所适应的流体种类、流体流动 条件以及对管道条件、安装条件、流体参数的要求。
1—上游直管段；2一导压管；3一孔板；4一下游直管段；5、7一连接法兰；6一取压环室
速度式流量计
2、典型流量仪表简介
（1）玻璃转子流量计
应用：玻璃转子流量计主要用于化工、石油、轻工、医药、化肥、化纤、食品、 染料、环保及科学研究等各个部门中，用来测量单相非脉动（液体或气体）流体 的流量。
测量原理：流量计的主要测量元件为一根垂直安装的下小上大锥形玻璃管和管内可上 下移动的浮子。当流体自下而上流经锥形玻璃管时，在浮子上下之间产生压差，浮子在此差 压作用下上升。当此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力与浮子的重力相等时，浮子处于 平衡位置。因此，流经流量计的流体流量与浮子上升高度，即与流量计的流通面积之间存在 着一定的比例关系，浮子的位置高度可作为流量量度。
9
（5）超声波明渠流量计
测量原理：超声波明渠流量计由气介 式超声波传感器、温度补偿传感器、流量 槽或薄壁堰，及微电脑测量系统构 成的 二次仪表组成。当被测介质全部通过流量 槽（P槽或P-B槽）或薄壁堰缺口形成自由 流时，其流量Q与流量槽或薄壁堰内上流 水位H的关系为Q=CHn（n，C为系数）。
图示超声波明渠流量计原理图 气介式超声波液位传感器在微电脑系 统的控制下，进行超声波发射和接收，微 电脑通过测量发射波和回波的时间差来计 算液位高度，再经过一系列判断，计算、 转换处理可得出流过槽或薄壁堰的流量Q。
二、产品知识——孔板流量计 的测量原理与结构
q
v
节流装置
△P ＝
p 1
－
p 2
差压变送器
I0
q
显示仪表
v
差压变送器
节流装置
信号传输
显示仪表
差压式流量计主要由三部分组成（见图所示）：第一部分为 节流装置，它将被测流量值转换成差压值；第二部分为信号的传 输管线；第三部分差压变送器，用来检测差压并转换成标准电流 信号，用于量值显示或控制之。
(2) 管道内的流速是稳定的，或者实际上可以认为是稳定的(当流速稳定时，在 同一点的流速和压力不随时间而变化)。
(3) 被测介质通过节流装置时，其相态不变，如液体不蒸发，过热蒸汽仍然是过 热的，溶解在液体中的气体不析出等。同时是单相存在的；对于成分复杂的介质，只 有其性质与单一成分的介质类似时，才能使用。
5
（3）涡街流量变送器
应用：涡街流量变送器，主要用于工业管道流体介质的 流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力 损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎 不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。
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（3）涡街流量变送器
测量原理：在流体中垂直地插入一根柱状阻力体时，在其 两侧就会交替地产生旋涡，随着流体向下游方向运动，形成旋 涡列，称为卡曼涡街，见图。产生涡街的阻力体称旋涡发生体。 实验证明，旋涡的频率与流速成正比，即与体积流量Q成正比 而与压力、温度、密度等参数无关。
(4) 测量气体(蒸汽)流量时所析出的冷凝水或灰尘，或测量液体流量时所析出的 气体或沉淀物，既不得聚积在管道中的节流装置附近，也不得聚积在连接管内。
11
（一）测量原理
流体流经孔板时的节 流现象
连续流动的流体遇到安插在管道内的节流装置时(节流 装置中间有个圆孔，孔径比管道内径小)，流体流通面积突然 缩小，在压头的作用下，流体的流速增大，挤过节流孔，形 成流束收缩，从而产生压差。流过的流量愈大，在节流装置 前后所产生的压差也就愈大，因此可通过测量压差来计量流 体流量的大小。
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（三）标准节流件及其取压方式
1、标准节流件
标准孔板的结构
标准喷嘴的结构
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文丘里管的结构
（三）标准节流件及其取压方式
2、取压方式
角接取压
法兰取压
标准喷嘴的取压方式
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二、使用知识——安装与选择
（一）标准节流装置的使用条件
(1) 被测介质应充满全部管道截面，并沿着内径不小于50mm的圆形管道流动；对 文丘里管则其管径不应小于l00mm，亦不能大于800mm。
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（4）椭圆齿轮流量计（容积式）
应用:椭圆齿轮流量计是直读累积式仪表，是计量流 经管道内液体流量总和的容积式流量计。可广泛用于石 油、化工、医药卫生等部门的流量测量。
8
（5）超声波明渠流量计
应用：超声波明渠流量计是用于测量工矿企业自然流管（渠）道污 水排放计量的新型测量仪表，简称“污水流量计”。它广泛适用于石油、 化工、化纤、轻纺、制药等行业的污水排放计量，是城市水污染防治和 环保部门监控污染物排放的必要仪表之一，也是今后水利部门农灌水排 放计量的必备仪表。
3
（2）电磁流量计
应用：LD电磁流量计由传感器 和转换器两部分构成。它是基于法 拉第电磁感应定律工作的，用来测 量电导率大于5μS/cm导电液体的体 积流量，是一种测量导电介质体积 流量的感应式仪表。除可测量一般 导电液体的体积流量外，还可用于 测量强酸、强碱等强腐蚀液体和泥 浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相 悬浮液体的体积流量。广泛应用于 石油、化工、冶金、轻纺、造纸、 环保、食品等工业部门及市政管理、 水利建设、河流疏浚等领域的流量 计量
项目一 液位控制系统
模块二 孔板流量计的流量测定
湖州职业技术学院机电工程分院
1
质量流量计
容积式流量计
2
一、知识学习
1、流量检测仪表分类
振动陀螺式流量计 角动量式流量计 科里奥里流量计 热量式流量计
活塞式流量计 刮板式流量计 腰轮流量计 椭圆齿轮流量
计
均速管流量计 靶式流量计 超声波流量计 旋涡流量计 涡轮流量计 电磁流量计 转子流量计 差压式流量计
4
（2）电磁流量计
测量原理：根据法拉第电磁感应 原理，在与测量管轴线和磁力线相垂 直的管壁上安装了一对检测电极，当 导电液体沿测量管轴线运动时，导电 液体切割磁力线产生感应电势，此感 应电势由两个检测电极检出，数值大 小与流量成比例，其值为：
E = KBVD 式中： E-感应电势；K-与磁场分布及轴向长度有关的系数；B-磁感 应强度；V-导电液体平均流速；D-电极间距（测量管内直径）。
QV 0.003999d 2 p /
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（二）标准节流装置
标准化的节流装置，只要按照规定进行设计、安装和 使用，不必进行标定，就能准确地得到其精确的流量系数 和膨胀系数，从而进行准确的流量测量。
标准节流装置规定了它所适应的流体种类、流体流动 条件以及对管道条件、安装条件、流体参数的要求。
1—上游直管段；2一导压管；3一孔板；4一下游直管段；5、7一连接法兰；6一取压环室
速度式流量计
2、典型流量仪表简介
（1）玻璃转子流量计
应用：玻璃转子流量计主要用于化工、石油、轻工、医药、化肥、化纤、食品、 染料、环保及科学研究等各个部门中，用来测量单相非脉动（液体或气体）流体 的流量。
测量原理：流量计的主要测量元件为一根垂直安装的下小上大锥形玻璃管和管内可上 下移动的浮子。当流体自下而上流经锥形玻璃管时，在浮子上下之间产生压差，浮子在此差 压作用下上升。当此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力与浮子的重力相等时，浮子处于 平衡位置。因此，流经流量计的流体流量与浮子上升高度，即与流量计的流通面积之间存在 着一定的比例关系，浮子的位置高度可作为流量量度。
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（5）超声波明渠流量计
测量原理：超声波明渠流量计由气介 式超声波传感器、温度补偿传感器、流量 槽或薄壁堰，及微电脑测量系统构 成的 二次仪表组成。当被测介质全部通过流量 槽（P槽或P-B槽）或薄壁堰缺口形成自由 流时，其流量Q与流量槽或薄壁堰内上流 水位H的关系为Q=CHn（n，C为系数）。
图示超声波明渠流量计原理图 气介式超声波液位传感器在微电脑系 统的控制下，进行超声波发射和接收，微 电脑通过测量发射波和回波的时间差来计 算液位高度，再经过一系列判断，计算、 转换处理可得出流过槽或薄壁堰的流量Q。