流量测量优秀课件

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
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
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
qV
F n
n
ui
i1
qm
F n
n
i ui
i 1
❖ 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？
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 体的百度文库量，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
（1）标准节流装置取压方式
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
❖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
❖ 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？
qv
C
1 4
A0
2 p
m3/s
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 2 P 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
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
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：
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
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。