热工检测技术 第4章 流量测量及仪表

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1、第4章流量测量及仪表p1034.1流量测量概述4.1.1流量的概念及单位（1）流量测量的意义：安全性、经济性（2）流量的概念瞬时流量累积流量平均流量质量流量体积流量流量是流体在单位时间内通过管道或设备某横截面处的数量。质量流量：是单位时间内通过的流体质量，用qm表示，单位为kg/s。体积流量：是单位时间内通过的流体体积，用qV表示，单位为m3/s。质量流量是表示流量的最好方法。它们之间可以互相换算。质量流量和体积流量有下列关系：qm=ρqv流量有瞬时流量和累积流量之分。所谓瞬时流量，是指在单位时间内流过管道或明渠某一截面的流体的量。所谓累积流量，是指在某一时间间隔内流体通过的总量。该总量

2、可以用在该段时间间隔内的瞬时流量对时间的积分而得到，所以也叫积分流量。累积流量除以流体流过的时间间隔，即为平均流量。4.1.2流量测量的方法（1）流量计发展历史（2）流量测量方法①速度式流量计——直接测出管道内流体的流速v，以此作为流量测量的依据。2.容积式流量计——通过测量单位时间内经过流量仪表排出的流体的固定容积V的数目来实现。3.质量式流量计——通过直接或间接的方法测量单位时间内流过管道截面的流体质量m。4.2毕托管流量计（1）原理（2）结构和使用4.3节流式流量计差压式流量测量方法，是根据伯努利方程提供的基本原理，通过测量流体差压信号来反映流体流量的测量方法。差压式流量计差压式流量

3、计差压式流量计由一次装置和二次装置组成．一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速)成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示。标准孔板、喷嘴、文丘利喷嘴、文丘利管4.3.1节流变压降流量计测量原理（1）流动情况损失（2）流量公式适用于可压缩流体及不可压缩流体[例4-1]已知某节流装置最大流量100t/h时，产生的差压为40kPa。试求差压计在10、20、30kPa时，分别流经节流装置的流量为多少t/h？。解：因为流量与节流装前后的差压成正比，即有节流公式qX=k（△pX）1/2设qm=1

4、00t/h，△pm=40kPa。则由节流公式得△pX=10kPa时，q10=100*（10/40）1/2=50.0(t/h)△pX=20kPa时，q20=100*（20/40）1/2=70.7(t/h)△pX=30kPa时，q30=100*（30/40）1/2=86.6(t/h)答：略。4.3.2标准节流装置ISO5167:2003（E）标准节流装置只适用于测量直径大于50mm的圆形截面管道中的单相、均质流体的流量。要求流体充满管道，在节流件前后一定距离内不发生流体相变或析出杂质现象；流速小于音速；流动属于非脉动流；流体在流过节流件前，其流束与管道轴线平行，不得有旋转流。（1）标准节流件①

5、孔板标准孔板可采用角接取压、法兰取压（1）标准节流件标准喷嘴采用角接取压长径喷嘴③经典文丘里管（2）取压装置环形间隙环室引压孔4.3.3差压式流量计的安装(1)节流件上下游侧直管段长度的要求（2）节流件的安装要求安装节流件时必须注意它的方向性，不能装反。节流件安装在管道中时，要保证其前端面与管道轴线垂直，偏差不超过1°；还要保证其孔中心轴与管道同轴，不同心度不应超过0.015D(1/β-1)。经典文丘里管，在上游测量管与入口圆筒段A的连接平面上，上游测量管轴线与经典文丘里管轴线之间的偏移距离ex应小于0.005D。另外，ex+1/2△D应小于0.0075D，△D为上游测量管与经典文丘里管入

6、口圆筒段A的直径偏差。上游测量管轴线与文丘里管轴线的夹角应小于1°。(3)差压计信号管路的安装(1)测量液体流量的信号管路气体收集器(2)测量蒸汽流量时的信号管路凝结容器(3)测量气体流量时的信号管路集水器差压计一般都装有五只阀门，其中两只作隔离阀，一只作平衡阀，打开平衡阀可检查差压计的零点，另两只是用于冲洗信号管路和现场校验差压计4.3.4一体化节流式流量计为了提高流量计的测量精度，一般的流量显示设备都采用了对流出系数、可压缩性系数和密度的修正。流出系数和可压缩性系数采取实时计算，密度进行查表修正，4.4超声波流量计4.4.1超声波流量计与差压式流量计比较超声波检测技术在流量测量中的应用

7、优点：大管径流量测量仪表一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响4.4.2超声波流量计的原理超声波及其在检测中的工作原理超声波是指振动频率大于20kHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声波流量计的测量原理超声波在流动介质中传播时，其传播速度与在静止介质中传播速度不同，其变化量与