《流量检测与变送器》PPT课件

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1、第二章检测仪表与变送器自动化系唐德东023-65023732tddsohu@sohu.com逸夫科技楼I410第四讲流量检测与变送器教学目的与要求：了解流量的概念,流量检测仪表的分类，理解其工作原理;掌握各种流量计的特点及应用范围。教学重点：节流式流量计、速度式流量计、容积式流量计。教学难点：节流式流量计、速度式流量计一、基本概念瞬时流量、累积流量。体积流量、质量流量类别仪表名称体积流量计容积式流量计椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、皮膜式流量计等差压式流量计节流式流量计、均速管流量计、弯管流量计、靶式流量计、浮子流量计等速度式流量计涡

2、轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等质量流量计推导式质量流量计体积流量经密度补偿或温度、压力补偿求得质量流量等直接式质量流量计科里奥利流量计、热式流量计、冲量式流量计等流量测量仪表也称为流量计。它通常由一次仪表和二次仪表组成。一次仪表亦称为传感器，二次仪表称为显示装置或变送器。流量测量仪表的种类繁多，各适用于不同场合。二、差压式流量计差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量。＋显示仪表Q差压变送器节流装置节流现象流体在流过节流装置时，在节流装置前后的管壁处，流

3、体的静压力产生差异的现象称为节流现象。节流装置包括节流件和取压装置。QP1P2节流件是能使管道中的流体产生局部收缩的元件，应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴、文丘里管等。节流原理具有一定能量的流体，才可能在管道中流动。流动着的流体含有两种能量——静压能和动能。静压能表现在流体对管壁的压力，动能表现在流体有流动速度。这两种能量在一定条件下可以互相转化。孔板前后流体对管壁压力孔板前稳定流动段Ⅰ-Ⅰ截面流束未收缩前压力平均流速v1流束最小处Ⅱ-Ⅱ截面流束最小处压力平均流速v2截面Ⅰ处能量=截面Ⅱ处能量+损耗但是，根据能量守恒定律，在没有再加

4、能量的情况下，流体所具有的静压能和动能，加上克服流动阻力的能量损失，其总和是不变的。即：静压能动能静压能动能损耗根据伯努力方程可列出：损耗式中：——为流体在截面Ⅰ-Ⅰ与Ⅱ-Ⅱ之间的动能损失系数；g——为重力加速度；ρ1、ρ2——为流体在截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ处的密度。如果流体是不可压缩的，那么ρ1=ρ2=ρS1、S2分别为Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ处的流束截面积。v1S1=v2S2又因截面Ⅰ、Ⅱ处体积流量应相等，有联立求解两式，可得出：S0——孔板的开孔面积。另外，取紧挨孔板前后的管壁压差（P1-P2）代替（P’1-P’2），为此引用系数ψ加以

5、修正：为简化计算，引入两个系数：截面收缩系数μ孔板口对管道的面积比m代入v2式，得因体积流量：Q=v2S0称流量系数将令体积流量质量流量结论：流量与节流件前后压差的平方根成正比。只要测得差压（P1-P2）便可测得流量。则得到（不可压缩的流体）流量基本方程式：如果流体是可压缩的（如蒸汽），则要对公式进行修正。故流量系数α与节流装置的结构形式、取压方式、开孔面积与管道截面积之比m、管壁粗糙度、流体流动状态等因素有关；很难准确计算，一般通过实验确定。因此，节流装置都是标准化的，由厂家提供α数据。因为——动能损失系数标准节流装置标准节流

6、装置包括标准节流件和标准取压装置。节流装置标准化的具体内容有：节流装置的结构、尺寸、公差、光洁度、取压孔位置和使用条件等。标准节流件有：节流装置导压管孔板喷嘴文丘里管——标准取压方式国家规定标准的取压方式有角接取压、法兰取压和D－D/2取压。角接取压环隙取压单独钻孔取压夹持环流体角接取压的两个取压口分别位于孔板上下端面与管壁的夹角处取压口可以是环隙取压口和单独钻孔取压口环隙取压利用左右对称的两个环室把孔板夹在中间，通常要求环隙在整个圆周上穿通管道，或者每个夹持环应至少有四个开孔与管道内部连通，再利用导压管把孔板上下游的压力分别引出

7、当采用单独钻孔取压时，取压口的轴线应尽可能以90°与管道轴线相交显然，环隙取压由于环室的均压作用，便于测出孔板两端的平稳差压，能得到较好的测量精度，但是夹持环的加工制造和安装要求严格。当管径D＞500mm时，一般采用单独钻孔取压。法兰取压和D－D/2取压法兰取压装置是由一对带有取压口的法兰组成取压口轴线距离孔板上、下端面均为25.4mm（1英寸）l1l2法兰取压D－D/2取压装置是设有取压口的管段，上、下游取压口轴线与孔板上游端面的距离分为D和D/2（D为管道的直径）l1(D)l2(D/2)D－D/2取压标准节流装置使用条件流体应

8、当清洁，充满圆管并连续稳定地流动。流体的雷诺数在104～105以上，不发生相变。管道必须是直的圆形截面，直径大于50mm。为保证流体在节流装置前后为稳定的流动状态，在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段。节流装置导压管差压计差压式流量计适合于