华北电力大学热能工程专业过程参数检测和仪表经典课件第6章流量检测

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1、第六章流体流量的测量方法流量是工质热力状态的主要参数之一。一、流量的几个名词概念：1瞬时流量：单位时间内通过某一截面的流体数量2积分流量或累积流量：一段时间内流过某一截面流体的总量，是瞬时流量对该段时间的积分3平均流量：流过的总量除以时间质量流量：单位时间内流过的质量，qm体积流量(qv）：单位时间内流过的体积，qm＝ρqvρ为流体密度。给出体积流量，须指明流体状态（ρ变化）。尤其在测气体时，常将其体积流量换算成标准状态下的体积流量qvn＝ρqv/ρn三、流量测量系统四部分传感器：将流量Q（qm或qV）转换成与流量有关的某个物理量，如差压、速度等。信号转换装置：将输出量转成电信号。显示积算

2、装置：直接显示瞬时流量或对瞬时流量积分得到累积流量。二、流量测量方法可归结为容积法、速度法和质量式第一节容积式流量测量方法一工作原理：如果使流体以固定的、已知大小的体积V逐次从流量计中排放流出，则计数单位时间内排放次数就可以求得通过仪器的体积流量。这就是容积法的工作原理：qv＝nV二常用的容积流量计及具体工作原理：标准体积管、椭圆齿轮流量计，腰轮流量计，刮板式流量计，湿式气体流量计等第一节容积式流量测量方法1椭圆齿轮流量计：齿轮旋转，每转一周，排出四份齿轮和仪表壳体之间形成的月牙空腔容积的液体。因此只有测出齿轮的转速就能知道流体的容积流量。2腰轮流量计：通过壳体外轴上的一对啮合齿轮带动两腰

3、轮，排出流量。可用来测液体，气体。3刮板式流量计：转子带动刮板在凸轮外缘滚动，转子每转一周就有计量容积液体排出。4湿式流量计用于实验室气体容积流量测量。气体从水面下中心位置气体入口进入，推动转翼转动，从气体出口排出。二常用的容积流量计及具体工作原理第一节容积式流量测量方法1椭圆齿轮流量计每转一周，两个齿轮共送出四个标准体积的流体。三、图示2腰轮流量计（罗茨流量计）腰轮上没有齿，它们不是直接相互啮合转动，而是通过按装在体外的传动齿轮组进行传动．第一节容积式流量测量方法1适用于小口径流量和高粘度流体流量的测量。2惯性较大，动态特性不好（仪表有可动部分）3存在漏油量，有测量误差，小流量不精确。四

4、容积式流量计的测量特点第一节容积式流量测量方法五、容积式流量计转速信号的测量1两大类方法：1）机械计数器进行累积计数，2）转换成频率信号（通过电量远传发信器进行远传显示）。2电量远传发信器－转换成频率1）种类：干簧继电器，高频振荡发信，电感发信，光电发信。2）干簧继电器发信：减速的齿轮带动一永久磁铁，通过磁铁的吸合来发出一个个电脉冲供远传。此法简单，但干簧继电器寿命短。第一节容积式流量测量方法2）高频振荡发信器利用电磁感应原理将转速信号变成电脉冲信号。具体作法：在仪表出轴上安装一等距离开槽的测速齿轮，齿轮两侧的机壳上有电感线圈，齿轮旋转，改变互感，由于电感线圈与电容和晶体管组成了振荡器，通

5、过其振荡频率可得转速：f=zn/60五、容积式流量计转速信号的测量2电量远传发信器－转换成频率第一节容积式流量测量方法1）使用时要求流量要达到15％－20％满量程。2）流量不许超量程，转动会部分磨损。3）滑漏量与流体的粘度有关，粘度大，滑漏量小。计量不同粘度的液体，可用粘度修正公式修正。4）容积式流量计使用时要加滤网，仪表处加旁路，便于清扫。5）被测液体混有气体时，要加装气体分离装置。6）注意被测流体的温度。六、容积式流量计使用时注意第二节速度式流量测量方法一工作原理：直接测量管道内流体的速度测流量。如测得是平均流速，则容积流量，如测得是某点流速v，则体积流量，K为平均流速与被测点流速的比

6、值。1）注意事项：因使用平均流速，故其测量结果的准确度不仅与仪表本身有关，而且与截面上的流速分布情况有关。因此在测量仪表前后有足够长的直管段或加装整流器。2）要充分了解被测流体的速度分布。流体在细管中的流动形式可分为层流和紊流两种。所谓层流(laminarflow)就是流体在细管中流动的流线平行于管轴时的流动。所谓紊流(turbulentflow)就是流体在细管中流动的流线相对混乱的流动。利用雷诺数可以判断流动的形式。如果雷诺数小于某一值时，可判断为层流，而大于此值时则判断为紊流。在层流流动状态下，流速分布是以管轴为中心线的轴对称抛物线分布。在紊流流动状态下，管内流速同样是以管中心线轴对称

7、的分布，但是其分布呈指数曲线形式。第二节速度式流量测量方法二常用种类涡轮式，电磁式，超声波式，热式和差压式。一）涡轮流量计1组成：两部分：变送器和指示积算器。1）变送器将流量转换成一定频率的脉冲信号输出。2）指示积算器接受变送器输出的脉冲信号。将其转换、放大、运算、逻辑计数，显示瞬时流量和累积总量。1）变送器的结构：涡轮、导流器、磁电转换器，如图所示。壳体和导流器由不导磁材料制成。导流器的作用是支承叶轮并导直流体的流动，