过程检测仪表电子教案第四章流量检测仪

《过程检测仪表电子教案第四章流量检测仪》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章流量检测仪表4.1概述4.1.1流量的概念流量:是指流经管道或设备某一截面的流体数量。1．瞬时流量:单位时间内流经某一截面的流体数量称为瞬时流量。可以分别用体积流量和质量流量来表示。体积流量：单位时间内流过某一截面的流体体积，国际单位为m3/s，还常用m3/h、L/h等单位。体积流量可表示为——截面A上的平均流速。质量流量：是指单位时间内流经某一截面的流体质量，国际单位为kg/s，还常用t/h、kg/h等单位。2．累计流量累积流量：是指一段时间内流经某截面的流体数量的总和，也称总量。可用体积和质量来表示，即

2、：4.1.2流量测量仪表的分类按流量测量原理分类如下：（1）速度式流量计以流体在管道内的流动速度作为测量依据，根据qv=vA原理测量流量。（2）容积式流量计以流体在流量计内连续通过的标准体积V0的数目N作为测量依据，根据V=NV0进行累积流量的测量。4.2差压式流量计差压式流量计由节流装置、引压管路和差压变送器（差压计）组成。节流装置用于产生压力差；导压管是连接节流装置与差压计的管线，用来传导差压信号；差压计用来测量压差信号，并把此压差转换成流量指示记录下来。（3）质量式流量计直接利用流体的质量流量qm为测量依据

3、。测量精度不受流体的温度、压力、粘度等变化的影响。例如：质量流量计等。图4.1差压式流量计的组成4.2.1节流装置的流量测量原理流体所具有的静压能和动压能，连同克服流动阻力的能量损失，总和不变能量守恒。可以用伯努利方程表示因此，当流体流速增加、动压能增加时，其静压能下降，静压力降低。由于节流元件造成的流束局部收缩，使管中心流体流速发生变化，其静压力随之变化。由于流体流经孔板时，产生局部涡流损耗和摩擦阻力损失。在流束充分恢复后，静压力不能恢复到原来的数值。节流元件前后的静压差大小与流量有关。流量愈大，流束的收缩和动

4、、静压能的转换也愈显著，则产生的压差也愈大。只要测得节流元件前后的静压差大小，即可确定流量，这就是节流装置测量流量的基本原理。4.2.2基本流量方程式设在水平管道中作连续稳定流动的理想流体（无粘性，流动时不产生摩擦阻力损失，且不可压缩），在截面1-1到2-2之间没有发生能量损失。流体在节流元件前后两截面间的伯努利方程和流动连续性方程：β——节流元件开孔直径与工艺管道之比，Δp——节流元件前后的压差，△p＝p1一p2。对于实际流体，摩擦阻力损失及可压缩性的影响，用流出系数C对上式进行修正。对于气体、蒸汽等可压缩流体

5、，在经过节流装置时压力的变化，使流体膨胀，密度变小，用流速膨胀校正系数系数ε对上式进行修正，则ε——流速膨胀校正系数（无量纲）；ρ——节流装置前的流体密度，kg/m3；α——流量系数（无量纲）。上式各量均用国际单位。。实用习惯单位：流量m3/h，开孔直径mm，其它量单位不变，实用流量公式：4.2.3标准节流装置通常把ISO5167(GB／T2624-93)中所列节流装置称为标准节流装置，其它节流装置称为非标准节流装置。采用标准节流装置，按标准设计的差压式流量计，可直接投入使用，而不必进行实验标定。标准规定：标准节

6、流元件为孔板、喷嘴和文丘里管；取压方式为角接取压、法兰取压、径距取压。适用条件：工艺管道公称直径在50～1000mm之间。1．标准节流元件（1）标准孔板迎流侧是一具有锐利直角入口边缘的圆柱部分，接着是一段扩大的圆锥体。孔板对流体造成的压损较大，一般只适用于洁净流体的测量。图4.3标准孔板（2）标准喷嘴是一个以管道喉部开孔轴线为中心线的旋转对称体。可用于测量温度和压力较高的蒸汽、气体和带杂质的液体流量。测量精度较孔板高，加工难度大，价格高，压损略小于孔板。要求工艺管径D不超过500mm。(a)ISA1932喷嘴(b

7、)长颈喷嘴图4.4标准喷嘴（3）标准文丘里管压损较孔板和喷嘴都小，可测量有悬浮固体颗粒的液体，适合大流量气体流量测量。但制造困难、价格昂贵，不适用于200mm以下管径的流量测量，工业应用较少。图4.5经典文丘利管2．取压装置（a）角接取压（b）法兰取压（c）径距取压图4.6标准孔板取压方式（1）角接取压取压点分别位于节流元件前后端面处。适用于孔板和喷嘴两种节流装置。它又分为环室取压和单独钻孔取压两种方法。（2）法兰取压在距节流元件前后端面各1英寸（25.4mm）的位置上垂直钻孔取压，仅适用于孔板。（3）径距取压（

8、D-D/2取压）在距节流元件前端面1D、后端面D/2处的管道上钻孔取压。适用于孔板和喷嘴。（a）角接取压（c）径距取压图4.7标准喷嘴取压方式3.测量管安装节流元件的管道应该是直的，截面为圆形；管道内壁应洁净；节流元件前后要有足够长直管段长度，以使流体稳定流动，一般上游侧直管段在10D~50D之间，下游侧直管段在5D~8D之间。4.2.5差压计生产中多采用差压变送器作为差