6章-流量的测量解析PPT课件

1 2
A0
4
d
2
d/ D
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v2 14 (p1 p2)
2020年9月28日
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根据流量的定义，流量与差压 pp1p2之间的关系 为：
qvA 0v21A 0 4 2(p1p2)1A 04 2p
q m A 0 v 2
A 0 1 4
2(p 1 p 2)1 A 04
2pBaidu Nhomakorabea
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间接法
差压式 根据流体力学理论，通过截 流元件前后压差反映流量。
速度式 测定管道内流体平均流速， 并乘以管道截面积。
质量 流量
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直接法 检测元件输出信号直接反映质 (推导法) 量流量。
间接法 (速度)
同时测量两个相关参数，通过 运算求取质量流量
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a. 体积流量测量方法分类表
类别
仪表名称
安装于流道的内部或外部，根据流体与之相互作用关系 的物理定律产生一个与流量有确定关系的信号，一次装 置亦称流量传感器。 • 二次仪表（显示仪表） 接受一次装置的输出信号，给出相应的流量值大小。
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② 方法分类
体积 流量
流量 检测
直接法 测定单位时间内排出的标 (容积) 准固定体积的数量。
计 直接式质 科里奥利流量计、热式流量计、
2020年9月28日量流量计 冲量式流量计等
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6.1.2 流量计的测量特性 （1）流量方程式 表示流量与流量计输出信号之间
关系的数学表达式，即
qm f (x)
（2）仪表系数K(频率型流量计流量特性的主要参数)： 定义为单位流体流过流量计时流量计发出的脉冲数。
KN （3）流出系数C：定义为实V际流量与理想流量的比值。
C
qm
q
'
m
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（4）流量计的流量范围：可测最大流量和最小流量所 限定的范围。
（5）范围度：可测最大流量与最小流量的比值。
q max : 1 q min
（6）压力损失：安装在流通管道中的流量计实际上是 一个阻力件，流体在通过流量计时将产生压力损失， 这会带来一定的能源损耗。
雷诺数： Re=vd/γ。 γ ：运动粘滞系数(㎡/s) Re临界值一般取2000。 Re>2000，紊流； Re<2000， 层流。
描述式：
V t qvdt
体积总量
M t qmdt
注意：
质量总量
对于流动体系，压力和温度的变化将引起流体密度的改 变。
♦ 液体：△T = 10℃ ♦ 气体：△T = 10℃（或 △p = 10kg）
△ρ＜1％ρ △ρ≈3％ρ
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2）流量检测计的构成、检测方法和分类 ① 构成
流量计通常由一次装置和二次仪表组成。 • 一次装置
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6.2差压式流量计
差压式流量计是在流通管道上设置流动阻 力件，流体通过阻力件时将产生压力差，此压 力差与流体流量之间有确定的数值关系，通过 测量差压值可以求得流体流量。
最常用的差压式流量计是由产生差压的装置 和差压计组合而成。
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6.2.1节流式流量计测量原理
重点：流量的测量方法。 难点：流量计的测量特性。
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6.1.1 基本概念
1）流量定义
流量：
单位时间内流经管道(通道)中某截面的流动介质的数量
➢ 体积流量
单位时间内通过某截面的流体的体积，用符号qv表示，
单位为m3/s。
qV
dV dt
定义式:
dM
qm dt
A：管道截面积 如果流体在该截面上的流速处处相等，则可简写为
节流式流量计中产生差压的装置称节流装置，其主 体是一个局部收缩的阻力件，称为节流元件。通过节 流元件改变流体流通截面，从而在节流元件前后形成 压力差。 节流式流量计的特点是结构简单，无可动部件；可靠 性高，复现性能好；适用性较广，它适用于各种工况 下的单相流体，适用的管道直径范围宽，可以配用通 用差压计；装置又标准化。其缺点是安装要求严格； 流量计前后要求较长的直管段；测量范围窄，一般范 围度为3：1；压力损失较大；对于较小直径的管道测 量202比0年较9月2困8日 难(D<50mm)；精度不够高(±1%-±2%)。12
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在实际计算过程中，由于节流件的开孔面积并不是最 小收缩截面，△p有不同取压位置等因素影响，这两个 公式需要做适当的修正。为此引入流量系数α，最后 推导出的流量方程式为：
qv A0
2 pd2 4
2
p
qmA 0 2p 4d2 2p
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流量系数α是一个影响因素复杂的实验系数，对于节流 法测量流量具有重要的意义。实验证明，在管道直径、 节流件型式、开孔尺寸和取压位置确定的情况下， α只 与流体的雷诺数Re有关。 当Re大于临界值时，流量系数可以认为是一个常数。 因此节流式流量计应工作在临界雷诺数以上。（通常要 求流速不低于一定值）
体积 流量 计
容积式流 椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板
量计
式流量计、旋转活塞式等
差压式流 节流式流量计、均速管流量计、弯管
量计
流量计、靶式流量计、浮子流量计等
速度式流 涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量
量计
计、超声波流量计等
b. 质量流量测量方法分类表
类别
仪表名称
间接式质 体积流量经密度补偿或温度、 质量 量流量计 压力补偿求得质量流量等 流量
2020年9月28日 qv Av (m3/s)
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➢ 质量流量
单位时间内通过某截面的流体的质量，用符号qm表示， 单位为kg／s。 定义式:
如果流体在该截面上的密度和流速处处相等，则质 量流量可简写为
qm vA
体积流量与质量流量关系
qm qv
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➢ 流体总量
在某段时间内流体通过的体积或质量总量称为累积流 量或流过总量。
1) 工作原理
➢当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成 局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前 后便产生了压差。
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对于管道中的不可压缩流体，任何两个垂直于流速的 截面均有下式成立：
能量守恒定律： p1 v12 p2 v22
1 2 2 2
流动连续性定律：Av11A0v22
第6章 流量的测量
6.1
概质述量
6.6
6.2
差流流压量量式校流 验量 系计 统6.7
转计流子量流计量 的计 应用
6.3
6.8
靶式流量计
6.4
速度式流量 6.9
计容积式流量计
6.5
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6.1 概述
6.1.1 流量的概念
重点：流量的概念。 难点：流量的计算公式。
6.1.2 流量计的分类