流量测量-ppt教学课件

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1、第5章流量测量5.1概述5.2节流式流量计4.3常用流量计2021/6/2815.1概述流量测量就是测量液体、气体或固体颗粒等流体的流量。主要应用领域：工业生产过程控制、能源计量、管道运输、生物技术、科学实验本章主要讨论流量测量的基本概念和一些常用的流量计。2021/6/2822021/6/283一、流量测量的基础知识流量的分类：流量：指在单位时间内流体流经管道或设备某处横截面的体积或质量的数量。(瞬时流量)质量流量：单位时间内通过的流体的质量体积流量：单位时间内通过的流体的体积2021/6/284质量流量体积流量V—流体体积—平均流速u—管内平均流速A—管道

2、横截面积M—流体质量—流体的密度累积流量2021/6/285流量计的分类：按测量单位：质量流量计和体积流量计按测量原理：容积式、速度式和压差式流量计按测量方法：直接测量和间接测量式质量流量计2021/6/286二、流体的物理性质与管流基础知识流体的黏度：度量流体黏性大小的参数流体的密度：单位体积的流体所具有的质量。运动黏度动力黏度恩氏黏度—单位面积上的内摩擦力h—流体流层间距离du/dh—流层间速度梯度2021/6/287流体的压缩系数和膨胀系数膨胀系数压缩系数V—流体原体积V—流体体积变化量P—流体压力变化量V—流体原体积V—流体体积变化量T—流

3、体温度变化量雷诺数：流体流动的惯性力与黏滞力之比—动力黏度ν—运动黏度L—特征长度（管径）2021/6/288管流类型流速分布和平均流速圆形截面管，沿半径方向上的流速分布：ux—距管中心距离rx处的流速umax—管中心处的流速（最大）R—管的内半径n—随流体雷诺数不同而变化层流状态紊流状态2021/6/289流体流动的连续性方程和伯努利方程连续性方程任取一管段，设截面Ⅰ、截面Ⅱ处的面积、流体密度和截面上流体的平均流速分别为A1、1、和A2、2、。2021/6/2810伯努利方程当理想流体在重力作用下在管内定常流动时，对于管道中任意两个截面Ⅰ和Ⅱ有如下关系

4、式：忽略可压缩性和黏性2021/6/2811三、流量仪表的主要技术参数流量范围量程和量程比（最大流量/最小流量）允许误差和精度等级压力损失节流式流量计是一种典型的差压式流量计。差压式流量计包括：节流式流量计、均速管流量计、弯管流量计、靶式流量计、浮子流量计等。5.2节流式流量计2021/6/2812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。差压式流量计工作原理：2021/6/2813产生差压的装置有多种型式，包括节流装置（如孔板、喷嘴、文丘里管）、动压管、均速管、弯管等。组

5、成：产生差压的装置(流体流过差压产生装置形成静压差）和差压计（测量差压值）常见的节流装置如图2021/6/2814节流装置（取压管及内部的节流孔板）节流孔板后取压管前取压管流体通过节流孔板时，流速加快，后取压管处的压力减小。2021/6/2815节流装置（文丘利管或文丘利喷嘴）流体入口狭窄部位2021/6/28161-节流元件2-引压管路3-三组阀4-差压计一、节流式流量计组成：节流装置、显示装置工作原理：当流体流经管内固定的节流元件时，在元件前后产生差压，差压和流体流量之间存在一定关系，通过测量差压即可确定流量。2021/6/2817节流装置分类：标准节流装

6、置和非标准节流装置两大类。标准节流装置的型式已经标准化，在规定了取压方式和前后直管段长度、流体的种类和流动条件下，有标准的流量—差压关系；非标准节流装置由于使用条件差异大，故没有标准化，用于解决脏污和高粘度流量的测量。2021/6/2818优点：结构简单，无可动部件；可靠性较高；复现性能好；适应性较广，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；装置已标准化。缺点：安装要求严格；流量计前后要求较长直管段；测量范围窄；压力损失较大；对于较小直径的管道测量比较困难；精确度不够高(±1%~±2%)。2021/6/2819节流式流量计外形流

7、体流经节流件时压力和流速变化图1.流量方程p1,p2—截面1和2上流体的静压力；D,d’—截面1和2上流束直径；u1,u2—截面1和2上流体的平均流速；1,2—截面1和2上流体的密度2021/6/2820设不可压缩理想流体，满管、在重力场中的定常流动①伯努利方程：流体在任何两个垂直于流速的截面均有下式成立：②连续性方程：同一流管内流过两个截面的流体质量相等。2021/6/2821计算流体体积流量和质量流量：2021/6/2822在实际计算过程中，应考虑几个因素：流量系数α：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

8、Re有关。当Re大于临界值时，流量系数