孔板流量计幻灯片
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常用流量测量仪表知识讲座.ppt
前后直管段要求
﹡ • 阻力件形式 前直管段长度 D
后直管段长度 ﹡ D
• 单个90度弯头或三通
18
7
• 在同一平面多个弯头
26
同上
• 在不同平面多个弯头
48
同上
• 渐缩管
9
同上
• 渐扩管
22
同上
• 球形阀全开
26
同上
• 注：安装时应保证前后直管段长度要求，如果前后直管段不够，将影 响测量精度。
差压式流量计显示仪表
f=SrU1/d=SrU/md U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s； Sr--斯特劳哈尔数； m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比 管道内体积流量qv为 : qv=πD2U/4=πD2mdf/4S K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）
• 充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两 侧产生静压力差。
•
在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系
而求得流量。其基本公式如下：
• • c－流出系数 无量纲 • d－工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 • D－工作条件下上游管道内径 • qm－质量流量 Kg/s • qv－体积流量 m³/s • β－直径比d/D 无量纲 • 流体的密度Kg/m³ • 可膨胀性系数 无量纲
电磁流量计工作原理
• 在均匀的磁场中，垂直于磁场方向有一个直径为D的管道。管道由导磁材料 制成，内表面衬挂绝缘衬里，当导电的流体在管道内流动时，导电流体切割 磁力线，因而在与磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电动势，如果安装 一对电极，则电极间产生和流速成比例的电位差。
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。
流量检测与仪表PPT课件
第2页/共67页
若流体的流速均匀一致，则由式(1)可得：
V22 V12 2(P1' P2' ) / ρ (2)
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
四、节流装置的安装 节流装置安装在一定长度的直管道上，上下游难免有影响流体流动的拐弯、扩张、 缩小、分岔及阀门等阻力件如图所示。节流装置前后直管段及阻力件位置等均需满足国 家标准。
节流装置的安装管段
1，2，5-局部阻力件，3-节流件， 4-引压管
第17页/共67页
五、非标准节流装置 (一) V锥流量计 因为锥体有“整流”作用，即使在极为恶劣的情况下(如 紧邻仪表上游有单弯管，双弯管等阻力件)，经过锥体后的流 体分布也比较均匀，可保证仪表在恶劣的条件下获得较高的 测量精度。因此对上下游直管段的要求小，安装时在上游留 0-3D的直管段，在下游留0-1D的直段管即可。
量流量M为:
Q AdV2
1 2 4 Ad
2P
=
Ad
2P
(5)
M
Q
Ad
2P
其中 / 1 2 4 称为流量系数，它是一个
综合性系数，其值与节流件的类型、取压方式、 直径比及雷诺数等因素有关，由实验确定。
第4页/共67页
不可压缩流体差压-流量方程
设E 1/ 1 4为渐近速度系数，C 1 4
⑶ 流体流量基本上不随时间而变化，或者变化是非常缓慢的。
⑷ 流体可以是可压缩的气体或不可压缩的流体；但不适于脉 动流与临界流。
若流体的流速均匀一致，则由式(1)可得：
V22 V12 2(P1' P2' ) / ρ (2)
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
四、节流装置的安装 节流装置安装在一定长度的直管道上，上下游难免有影响流体流动的拐弯、扩张、 缩小、分岔及阀门等阻力件如图所示。节流装置前后直管段及阻力件位置等均需满足国 家标准。
节流装置的安装管段
1，2，5-局部阻力件，3-节流件， 4-引压管
第17页/共67页
五、非标准节流装置 (一) V锥流量计 因为锥体有“整流”作用，即使在极为恶劣的情况下(如 紧邻仪表上游有单弯管，双弯管等阻力件)，经过锥体后的流 体分布也比较均匀，可保证仪表在恶劣的条件下获得较高的 测量精度。因此对上下游直管段的要求小，安装时在上游留 0-3D的直管段，在下游留0-1D的直段管即可。
量流量M为:
Q AdV2
1 2 4 Ad
2P
=
Ad
2P
(5)
M
Q
Ad
2P
其中 / 1 2 4 称为流量系数，它是一个
综合性系数，其值与节流件的类型、取压方式、 直径比及雷诺数等因素有关，由实验确定。
第4页/共67页
不可压缩流体差压-流量方程
设E 1/ 1 4为渐近速度系数，C 1 4
⑶ 流体流量基本上不随时间而变化，或者变化是非常缓慢的。
⑷ 流体可以是可压缩的气体或不可压缩的流体；但不适于脉 动流与临界流。
孔板阀原理及操作ppt课件
:
仪表种类 孔板流量计
优势
不足
实际应用测量介质
1、 安装直管要求高，一般要求10D以上。
1、国际通用，应用历史长，经验数据丰 2、长期使用精度严重下降，必须强制周期检
富。
定。
2、 一次件和二次仪表可分开生产供给，3、有不可恢复压力降，属于高能耗流量计。 易于大批量生产，降低成本，便于采购。4、量程窄。法兰装夹式，维护工作量巨大。
ห้องสมุดไป่ตู้
蒸汽、空气、水、 煤气、油等。
3、 测量介质宽。适合液体和气体。 5、不耐脏污，计量供暖水和煤气易短期失效
（有示值但和实际偏差严重）。
涡轮流量计
1、高精度,在所有流量计中,属于最精确 的流量计
2、重复性好 3、无零点漂移,抗干扰能力好 4、范围度宽
1、不能长期保持校准特性 2、流体物性对流量特性有较大影响。
成均匀的轴对称形，所以 1) 直管段必需是圆的，而且对节流件前2D范围，其圆度要求其甚为严厉，并且有一定
的圆度目的。详细衡量方法: (A)节流件前OD，D/2，D，2D4个垂直管截面上，以大致相等的角间隔至少分别丈量4
个管道内径单测值，取平均值D。恣意内径单丈量值与平均值之差不得超越±0.3% (B)在节流件后，在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值，恣意单测值与D比较，
5、结构紧凑
石油、有机液体、 无机液、液化气、 天然气和低温流体
:
五、维护保养操作规程
1、预备要求 (1)资料预备：
面纱、光滑油、清洗剂〔或公用清洗液〕、验漏液、密封脂、胶垫 备注：鉴定机构预备 (2)工具、量具、器具预备：
序号
1
2
3
4
5
6
:
仪表种类 孔板流量计
优势
不足
实际应用测量介质
1、 安装直管要求高，一般要求10D以上。
1、国际通用，应用历史长，经验数据丰 2、长期使用精度严重下降，必须强制周期检
富。
定。
2、 一次件和二次仪表可分开生产供给，3、有不可恢复压力降，属于高能耗流量计。 易于大批量生产，降低成本，便于采购。4、量程窄。法兰装夹式，维护工作量巨大。
ห้องสมุดไป่ตู้
蒸汽、空气、水、 煤气、油等。
3、 测量介质宽。适合液体和气体。 5、不耐脏污，计量供暖水和煤气易短期失效
（有示值但和实际偏差严重）。
涡轮流量计
1、高精度,在所有流量计中,属于最精确 的流量计
2、重复性好 3、无零点漂移,抗干扰能力好 4、范围度宽
1、不能长期保持校准特性 2、流体物性对流量特性有较大影响。
成均匀的轴对称形，所以 1) 直管段必需是圆的，而且对节流件前2D范围，其圆度要求其甚为严厉，并且有一定
的圆度目的。详细衡量方法: (A)节流件前OD，D/2，D，2D4个垂直管截面上，以大致相等的角间隔至少分别丈量4
个管道内径单测值，取平均值D。恣意内径单丈量值与平均值之差不得超越±0.3% (B)在节流件后，在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值，恣意单测值与D比较，
5、结构紧凑
石油、有机液体、 无机液、液化气、 天然气和低温流体
:
五、维护保养操作规程
1、预备要求 (1)资料预备：
面纱、光滑油、清洗剂〔或公用清洗液〕、验漏液、密封脂、胶垫 备注：鉴定机构预备 (2)工具、量具、器具预备：
序号
1
2
3
4
5
6
:
常用流量计PPT课件
-
自动检测技术
14
（2）法兰取压 法兰取压装置即为设有取压孔的法 兰，其结构如图2-114所示。上下 游的取压孔必须垂直于管道轴线， 取压孔的轴线离孔板上下游端面的 距离为25.4mm。取压孔的轴线应与 管道轴线直角相交，孔口与管内表 面平齐，上下游取压孔的孔径相同， 孔径不得大于0.08D，实际尺寸应 为6～12mm。
自动检测技术1节流装置工作原理所谓节流装置是在管道中安装一个直径比管径小的节流件如孔板喷嘴流体流经节流件时压力和流速变化情况自动检测技术以孔板为例观察在管道中流动的流体经过节流件时流体的静压力和流速的变化情流体流经喷嘴和文丘里管的情况与孔板相似它们的开孔面积和流束的最小收缩截面基本一致
常用流量计
流量测量的基本概念：
自动检测技术
-
1
自动检测技术
-
2
自动检测技术
常用的流量计
节流式、电磁式、涡轮式、涡街式
一、节流式流量计
节流式流量计的特点是：结构简单，使用寿命长，适应性较广，
能够测量各种工况下的单相流体和高温、高压下的流体流量；
发展早，应用历史长，有丰富、可靠的实验数据，标准节流装
置的设计加工已标准化，无需标定就可在已知不确定度范围内
– 测量范围度大，通常为20:1～50:1；
– 不能测量电导率很低的液体；
– 不能用于较高温度的-液体。
16
1.电磁流量计原理
电 磁 流 量 计 测 量 原 理
自动检测技术
-
17
自动检测技术
导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动， 与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势
EBD (1)
38
自动检测技术
3.涡轮流量计的特点及使用注意事项
自动检测技术
14
（2）法兰取压 法兰取压装置即为设有取压孔的法 兰，其结构如图2-114所示。上下 游的取压孔必须垂直于管道轴线， 取压孔的轴线离孔板上下游端面的 距离为25.4mm。取压孔的轴线应与 管道轴线直角相交，孔口与管内表 面平齐，上下游取压孔的孔径相同， 孔径不得大于0.08D，实际尺寸应 为6～12mm。
自动检测技术1节流装置工作原理所谓节流装置是在管道中安装一个直径比管径小的节流件如孔板喷嘴流体流经节流件时压力和流速变化情况自动检测技术以孔板为例观察在管道中流动的流体经过节流件时流体的静压力和流速的变化情流体流经喷嘴和文丘里管的情况与孔板相似它们的开孔面积和流束的最小收缩截面基本一致
常用流量计
流量测量的基本概念：
自动检测技术
-
1
自动检测技术
-
2
自动检测技术
常用的流量计
节流式、电磁式、涡轮式、涡街式
一、节流式流量计
节流式流量计的特点是：结构简单，使用寿命长，适应性较广，
能够测量各种工况下的单相流体和高温、高压下的流体流量；
发展早，应用历史长，有丰富、可靠的实验数据，标准节流装
置的设计加工已标准化，无需标定就可在已知不确定度范围内
– 测量范围度大，通常为20:1～50:1；
– 不能测量电导率很低的液体；
– 不能用于较高温度的-液体。
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1.电磁流量计原理
电 磁 流 量 计 测 量 原 理
自动检测技术
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自动检测技术
导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动， 与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势
EBD (1)
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自动检测技术
3.涡轮流量计的特点及使用注意事项
流体力学孔板流量计的原理及应用PPT学习教案
p 变大
第8页/共15页
第9页/共15页
孔板流量计的原理
定量分析： 选取 1—
1截面和c-c截面为研
究对象
v 1-1截面：
p 1
1
v c-c截面:
p 2
2
第10页/共15页
伯努利方程：
v2 1
p1
v2 c
pc
2 2
质量守恒方程：
Acvc CcA2vc A1v1
压差计算：
p1 - pc (m - )gh
同面积的断面之间所产生的压力差，根据伯努力方程式建 立起流量与压差之间的关系式。
第7页/共15页
孔板流量计的原理
定性分析:来流为不可压缩的正压稳定流体，在断面1—1 处流动未受孔板的扰动,各流线均与管道 中心线平行， 流至孔板附近时发生静脉收缩效应,在断面c-c处截面积 达到最小。 由伯努利方程可知， c-c断面的流速达到最大， 压强达到最小，此时流线 也与管道中心平行。 而后 v 变小
第11页/共15页
流速：
v1 v
流量：
2h(m
(
D4 1
C D 2 4 C2
)g
1)
2
Q D1
4
2h(m )g
(
D4 1
C D2 4 C2
1)
p1 pc
z2
h
z1 pc'
p1'
p1 gz1 p1' pc gzc pc' •p c' mgh p1'
z1 zc h
第12页/共15页
静脉收缩效应：如图，自由流线分离，使得孔口射流存
在一收缩段，导致流体的实际ห้องสมุดไป่ตู้动截面积Aa 要小于孔
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孔板流量计的原理
定量分析： 选取 1—
1截面和c-c截面为研
究对象
v 1-1截面：
p 1
1
v c-c截面:
p 2
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伯努利方程：
v2 1
p1
v2 c
pc
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质量守恒方程：
Acvc CcA2vc A1v1
压差计算：
p1 - pc (m - )gh
同面积的断面之间所产生的压力差，根据伯努力方程式建 立起流量与压差之间的关系式。
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孔板流量计的原理
定性分析:来流为不可压缩的正压稳定流体，在断面1—1 处流动未受孔板的扰动,各流线均与管道 中心线平行， 流至孔板附近时发生静脉收缩效应,在断面c-c处截面积 达到最小。 由伯努利方程可知， c-c断面的流速达到最大， 压强达到最小，此时流线 也与管道中心平行。 而后 v 变小
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流速：
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D4 1
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p1 gz1 p1' pc gzc pc' •p c' mgh p1'
z1 zc h
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静脉收缩效应：如图，自由流线分离，使得孔口射流存
在一收缩段，导致流体的实际ห้องสมุดไป่ตู้动截面积Aa 要小于孔
《流量计基础知识》幻灯片
给定的电压加在RTD上时, 输出电压可代表温度.
传感器精度曲线
传感器推荐安装方向
液体
气体
浆液
同样可用于液体或气体 , 或者当要求自排空时.
流量管朝下 流量管朝上
对于小口径 ELITE 传感器, 当用于浆液时 也推荐流量管朝上.
旗式
将液体或 浆液向上打 (如图示). 将气体向下打.
四、流量计的日常管理
装置出入装
缺点：
a.应用中许多因素〔设计参数与工况参数不 符，上游直管段缺乏，孔板和管道不同心， 孔板A面受污，锐角磨损等〕对其测量精度 有非常大的影响，使其测量误差增大。
b.安装较为麻烦，维护工作量较大。
c.需配差压变送器使用，增加了维护的工作 量，另需敷设导压管，冬天易冻凝，需定 期冲装隔离液。
• 科氏流量计所提供的直接质量测量不受介质特性变化 的影响.
为什么测量质量?
100 gal.
104 gal.
60 F 834 lb.
200 F 834 lb.
流量管
D型传感器
外壳
支撑
Pickoffs
驱动线圈
热电阻 (RTD)
过程连接
接线盒
过程连接 分流
振 动 的 流 量 管 , 无 流 量
出口 入口
刮板伸出时两个刮扳之间形成了一个计量室。被测的流体流经流 量计时，推动刮板和转子旋转，刮板伸出时形成的计量室将被测液体 推至出口处排出。
凹线式：壳体内腔是一个曲线形的，转子是一个纯转动的实心筒， 圆筒沿径向开着互成等角度的槽，刮板可以在槽内滑动，刮板的运动 轨迹就是壳体内腔的曲线形—凹线。
特性：a.不产生涡流，不改变流态。
1、设计、安装及投用 在选择流量仪表时应考虑5个主要因素：
传感器精度曲线
传感器推荐安装方向
液体
气体
浆液
同样可用于液体或气体 , 或者当要求自排空时.
流量管朝下 流量管朝上
对于小口径 ELITE 传感器, 当用于浆液时 也推荐流量管朝上.
旗式
将液体或 浆液向上打 (如图示). 将气体向下打.
四、流量计的日常管理
装置出入装
缺点：
a.应用中许多因素〔设计参数与工况参数不 符，上游直管段缺乏，孔板和管道不同心， 孔板A面受污，锐角磨损等〕对其测量精度 有非常大的影响，使其测量误差增大。
b.安装较为麻烦，维护工作量较大。
c.需配差压变送器使用，增加了维护的工作 量，另需敷设导压管，冬天易冻凝，需定 期冲装隔离液。
• 科氏流量计所提供的直接质量测量不受介质特性变化 的影响.
为什么测量质量?
100 gal.
104 gal.
60 F 834 lb.
200 F 834 lb.
流量管
D型传感器
外壳
支撑
Pickoffs
驱动线圈
热电阻 (RTD)
过程连接
接线盒
过程连接 分流
振 动 的 流 量 管 , 无 流 量
出口 入口
刮板伸出时两个刮扳之间形成了一个计量室。被测的流体流经流 量计时，推动刮板和转子旋转，刮板伸出时形成的计量室将被测液体 推至出口处排出。
凹线式：壳体内腔是一个曲线形的，转子是一个纯转动的实心筒， 圆筒沿径向开着互成等角度的槽，刮板可以在槽内滑动，刮板的运动 轨迹就是壳体内腔的曲线形—凹线。
特性：a.不产生涡流，不改变流态。
1、设计、安装及投用 在选择流量仪表时应考虑5个主要因素：
流量计功能介绍与运用PPT(共28页)
qv＝α F0 ρ 2（p1 p2)
质量流量为：
q m ＝ q v ＝ ρ F 0α 2 ρ p 1 （ p 2 ) (3 4)4
5
则不可压缩流体的体积流量为： qv＝αF0 ρ 2（p1p2) 质量流量为：q m ＝ q v ＝ ρ F 0α 2 ρ p 1 （ p 2 ) (3 4)4
对于可压缩流体，节流压力降低，体积要膨胀，密度ρ也 要变化，流速变化要按照绝能流动的能量方程来推导。
令：μ＝F2 称为流束的收缩系数， F0(do) F0
m＝F0，βd＝ ，m＝β 2
F1
D
联立伯努利和连续方程可得：
v2＝
1
1－μ 2m2
ρ 2（p1 '－p'2）
F2(d2)
流线 不能突折
P1’ P2’
3
体积流量为：
q v ＝ v 2 F 2 ＝ 1 － μ F 0 2 m 2 μ ρ 2 （ p 1 '－ p 2 '）( (p p 1 1 p p 2 2 ) )
6
μk
F2 F1
——流束收缩系数
ζk — —可压缩性系数
② 流量公式分析：Flow formula analysis
Ⅰ 流量系数α：
Discharge coefficient α
μξ 1 μ2m2
流束的收缩系数μ取决于Re，雷诺数增加，μ减小，但Re到 一定值之后，μ不再变化。（梳齿迷宫密封靠流束收缩进一步减小泄漏）
生电动势，其大小为： EKdvB
其中： 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）；
16
电动势E的方向为 vB，大小与流量成正比。在管道的电 场 E方向两点加上电极（石墨等耐腐蚀材料），将电动势引 出测量，就可以得到流速v，乘以管道截面积得流量（流量 计上的微电脑芯片自动计算显示和上传）：
质量流量为：
q m ＝ q v ＝ ρ F 0α 2 ρ p 1 （ p 2 ) (3 4)4
5
则不可压缩流体的体积流量为： qv＝αF0 ρ 2（p1p2) 质量流量为：q m ＝ q v ＝ ρ F 0α 2 ρ p 1 （ p 2 ) (3 4)4
对于可压缩流体，节流压力降低，体积要膨胀，密度ρ也 要变化，流速变化要按照绝能流动的能量方程来推导。
令：μ＝F2 称为流束的收缩系数， F0(do) F0
m＝F0，βd＝ ，m＝β 2
F1
D
联立伯努利和连续方程可得：
v2＝
1
1－μ 2m2
ρ 2（p1 '－p'2）
F2(d2)
流线 不能突折
P1’ P2’
3
体积流量为：
q v ＝ v 2 F 2 ＝ 1 － μ F 0 2 m 2 μ ρ 2 （ p 1 '－ p 2 '）( (p p 1 1 p p 2 2 ) )
6
μk
F2 F1
——流束收缩系数
ζk — —可压缩性系数
② 流量公式分析：Flow formula analysis
Ⅰ 流量系数α：
Discharge coefficient α
μξ 1 μ2m2
流束的收缩系数μ取决于Re，雷诺数增加，μ减小，但Re到 一定值之后，μ不再变化。（梳齿迷宫密封靠流束收缩进一步减小泄漏）
生电动势，其大小为： EKdvB
其中： 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）；
16
电动势E的方向为 vB，大小与流量成正比。在管道的电 场 E方向两点加上电极（石墨等耐腐蚀材料），将电动势引 出测量，就可以得到流速v，乘以管道截面积得流量（流量 计上的微电脑芯片自动计算显示和上传）：
差压式流量计PPT课件
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差压式流量计
7.2.1差压式流量计组成及测量原理
1. 差压式流量计组成 2. 测量原理
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差压式流量计
1. 差压式流量计组成
差压式流量计组成框图
节流装置：安装于管道中产生差压， 节流件前后的差压与流量成开方关系。
引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变送器。 差压变送器：产生的差压转换为标准电信号（4-20mA）。
A1
对于截面积Ⅱ—Ⅱ代入质量流量方程得
qm A2v2 A2
2(P1' P2')
1(A2 )2 A1
式（7.2.4）
反映质量流量和孔板前后压差之间关系的理论方程式 A2代表流束最小收缩截面，用孔板的开孔截面A0代替
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差压式流量计
对式（7.2.4）用一个无量纲数C修正，C称为流出系数。
qm CA0
基础：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）
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差压式流量计
设被测流体为不可压缩的理想流体（液体），根据伯努利方程， 对截面I—I、Ⅱ—Ⅱ处沿管中心的流体有以下能量关系：
P1' v12 P2' v22
差压式流量计的流量公式
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差压式流量计
7.2.2 节流装置
按其标准化程度分： (1)标准节流装置 按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须 经实流校准即可确定其流量值并估算流量测量 误差; (2)非标准节流装置 成熟程度较差，尚未列入标准文件的检测件。
培训课件第一讲-流量计
第一讲流量计流量计（Flowmeter）是工业生产的眼睛，与国民经济、国防建设、科学研究有着密切的关系，在国民经济中占据重要地位与作用，可用于气体、液体、蒸汽等介质流量的测量。
1、孔板流量计工作原理：流体充满管道，流经管道内的节流装置时，流束会出现局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。
这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。
工作特点：①节流装置结构简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉;②应用范围广，全部单相流皆可测量，部分混相流亦可应用;③标准型节流装置无须实流校准，即可投用;④一体型孔板安装更简单，无须引压管，可直接接差压变送器和压力变送器2、电磁流量计工作原理：基于法拉第电磁感应定律。
在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场，当有导电介质流过时，则会产生感应电压。
管道内部的两个电极测量产生的感应电压。
测量管道通过不导电的内衬(橡胶，特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。
工作特点：①具有双向测量系统;②传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径；③压力损失小；④测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；⑤主要应用于污水处理方面。
3、转子流量计工作原理：当测量流体的流量时，被测流体从锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力，当流量足够大时，产生的作用力将转子托起。
同时，被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面，这时作用在转子上的力有三个:流体对转子的动压力、转子在流体中的浮力和转子自身的重力。
流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都沿平行于管轴的方向。
当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。
对于给定的转子流量计，转子大小和形状己经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。
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
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孔板流量计
? 一、孔板流量计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
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
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。
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。
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? 一、孔板流量计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
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
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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。
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。
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