《流量测量技术》课件

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1、第8章流量测量技术在工农业生产和科学研究试验中，流量都是一个很重要的参数。例如，在石油化工生产过程自动检测和控制中，为了有效地操作、控制和监测，需要检测各种流体的流量。此外，对物料总量的计量还是能源管理和经济核算的重要依据。流量检测仪表是发展生产、节约能源、提高经济效益和管理水平的重要工具。本章介绍流量测量的基本知识和常用的流量检测仪表。8.1流量测量的基础知识8.2流量测量仪表8.3流量标准装置8.1流量测量的基础知识8.1.1流量和流量计8.1.2流体的物理性质与管流基础知识8.1.3流量测量方法与流量仪表的分类8.1流量测量的基础知识8.1.1流量和流量计流

2、量定义：(瞬时流量、累积流量)指单位时间内流体(气体、液体或固体颗粒等)流经管道或设备某处横截面的数量，又称瞬时流量。体积流量：当流体以体积表示时称为体积流量;质量流量：当流体以质量表示时称为质量流量。V体积；M质量；t时间；A截面面积；ρ流体的密度；累积流量：平均流速：流体在流过截面上各点的流速。体积流量和质量流量关系：已知流体的密度和体积流量，即可换算出质量流量。但流体的密度是随流体的温度、压力变化而变化的，特别是气体，其密度随压力、温度变化而显著不同，换算时应予以考虑。计量单位：体积流量的计量单位为米3／秒(m3／s)，质量流量的计量单位为千克／

3、秒(kg／s)；累积体积流量的计量单位为米3(m3)；累积质量流量的计量单位为千克(kg)。工程上还使用的流量计量单位有：米3／时(m3／h)升／分(L／min)吨／小时(t/h)升(L)吨(t)等在工业生产中，瞬时流量是涉及流体介质的工艺流程中需要控制和调节的重要参量，用以保持均衡稳定的生产和保证产品质量。累积流量则是有关流体介质的贸易、分配、交接、供应等商业性活动中必知的参数之一，它是计价、结算、收费的基础。用于测量流量的汁量器具称为流量计．通常由一次装置和二次仪表组成；一次装置安装于流体导管内部或外部，根据流体与一次装置相互作用的物理定律。产生一个与流量有确

4、定关系的信号。一次装置又称流量传感器；二次仪表接受一次装置的信号，并转换成流量显示信号或输出信号。流量计可分为专门测量流体瞬时流量的瞬时流量计和专门测量流体累积流量的累积式流量计。累积式流量计又称计量表。随着流量测量仪表及测量技术的发展，大多数流量计都同时具备测量流体瞬时流量和计算流体总量的功能。8.1.2流体的物理性质与管流基础知识1.流体的密度单位体积的流体所具有的质量称为流体密度，用数学表达式表示为：M流体质量；V流体体积；流体的密度。流体密度是温度和压力的函数。单位是千克／米3(kg/m3)。2.流体粘度流体运动过程中阻滞剪切变形的粘滞力与流体的速度

5、梯度和接触面积成正比，并与流体粘性有关，其数学表达式为：上式称为牛顿粘性定律。F粘滞力；A接触面积；流体垂直于速度方向的速度梯度；表征流体粘性的比例系数，流体的动力粘度。流体的动力粘度与流体密度的比值称为运动粘度，即动力粘度的单位为牛顿·秒/米2（N·S/m2），即帕斯卡秒（Pa·S）；运动粘度的单位为米2/秒（m2/S）。3.流体的压缩系数和膨胀系数在一定的温度下，流体体积随压力增大而缩小的特性，称为流体的压缩性；在一定压力下，流体的体积随温度升高而增大的特性，称为流体的膨胀性。压缩系数：当流体温度不变而所受压力变化时，其体积的相对变化率：—流体的体积压

6、缩系数，（1／Pa）；—流体的原体积，(m3)；—流体压力增量，(Pa)；—流体体积变化量，(m3)；—流体的体积膨胀系数(1／℃)；—流体的原体积，(m3)；—流体体积变化量，(m3)；—流体温度变化量(℃)。膨胀系数：在一定的压力下，流体温度变化时其体积的相对变化率，即4.雷诺数雷诺数是流体流动的惯性力与粘滞力之比，表示为：—雷诺数（无量纲数）；—流动横截面的平均流速，（m/s）；—动力粘度，（N·S/m2）；—运动粘度，（m2/S）；—流体的密度，(kg/m3)；—特征长度，（m）。雷诺数是判别流体状态的准则，在紊流时流体流速分布更是与雷诺数有关，因此在流量

7、测量中，雷诺数是很重要的一个参数。5.管流类型(1)单相流和多相流管道中只有一种均匀状态的流体流动称为单相流，如只有单纯气态或液态流体在管道中的流动；两种以上不同相流体同时在管道中流动称为多相流。(2)可压缩和不可压缩流体的流动流体可分为可压缩流体和不可压缩流体，所以流体的流动也可分为可压缩流体流动和不可压缩流体流动两种。通常把流体充满管道截面的流动叫管流。管流分为下述几种类型：(3)稳定流和不稳定流当流体流动时，若其各处的速度和压力仅和流体质点所处的位置有关，而与时间无关，则流体的这种流动称为稳定流；若其各处的速度和压力不仅和流体质点所处的位置有关，而且与时间出

8、有关，则流