工业仪表第6章流量测量

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1、第六章流量和流速测量6.1概述6.1.1流量和流速的概念流速：单位时间内流体流经的距离，单位是m/s表示。流量：单位时间内流体流过过流有效截面的数量，单位是m3/h，kg/h。质量流量qm：单位为kg/s；体积流量qv：单位为m3/s（1）6.1.2流量测量方法容积法：直接测量从流量计中流出的流体体积。特点：流动状态对测量的影响较小，测量精度较高；测量上限较小；不宜用于高温高压及脏污流体的测量。流速法：通过流速计算流量。特点：使用条件较宽；流速为管道平均流速，管路条件对测量结果影响较大（如涡流、流速分布对称性等）。质量流量直接测量法：流体流动产生某种力

2、学效应与质量流量的关系。特点：与流体的成分和参数无关；价格贵。6.1.3流量仪表的种类6.2容积式流量测量计经典、古老的测量方法工作过程：流体不断充满具有一定容积的一“计量空间”，然后连续地将这部分流体送至出口流出。测量时，将这些“计量空间”被流体充满的次数不断累加，乘以“计量空间”的体积，即可得到通过流量计的流体总量．特点：对上游流动状态变化不敏感，测量准确度较高，可用于高粘度流体．并直接得到流体累积量6.2.1容积式流量测量仪表的原理与结构6.2.1.1容积式流量仪表的工作原理“计量空间”或“计量室”—具有标准体积的空间，由仪表壳内壁和流量计转动部

3、件构成。工作原理：流体通过流量计时，在流量计进、出口间产生压力差。流量计的转动部件(转子)在此压力差作用下将产生旋转，并将流体由入口排向出口。流体不断地充满流量计的“计量空间”，然后不断地被送往出口。在给定流量计条件下，计量空间体积一定，只要测得转子的转动次数，就可得到通过流量计的流体体积累积值。设：流量计计量空间体积—v(m3)，一定时间内转子转动次数—N，则在该时间内流过的流体体积：令：仪表的齿轮比（常数）为α（其值由齿轮组的齿轮比和记录指针转动的刻度值所确定）、仪表指示值为I，则由上二式可得，在一定时间内通过仪表的流体体积V与仪表指示值I的关系为

4、6.2.1.2结构1）椭圆齿轮型容积流量计(奥巴尔容积流量计)结构：装在轴上相互啮合并旋转的椭圆齿轮及机壳。椭圆齿轮与壳体间形成半月形体积的测量室。工作原理：流体流过椭圆齿轮流量计时，因需克服阻力将引起阻力损失，从而入口侧压力P1＞出口侧压力P2→ΔP→对齿轮产生作用力矩。因P1>P2，合力矩使轮顺时针方向转动。此时，A轮为主动轮，B轮为从动轮。当转至图（b）位置时，A、B轮均为主动轮。（1）齿轮型容积式流量计继续转动至（c）位置时，下齿轮B为主动轮，上齿轮为从动轮，作用在B轮上的合力矩使之作逆时针方向转动，A齿轮顺时针旋转，将已收入A轮一侧的半月形容

5、积内的流体排至出口。由（a）至（c），椭圆齿轮转动了1/4周，所排出的流体体积为一个半月形体积。显然，齿轮转动一周所排出的流体体积为4个半月形容积。半月形的容积为容积室半径齿轮轴向高度椭圆齿轮的长、短半轴∴椭圆齿轮流量计的体积流量为测出椭圆齿轮转速，即可知被测介质的流量。椭圆齿轮的转速应用中小流量测量：3L/h~540m3/h;容积室直径：10~250mm显示方式：就地、远传注意事项1）介质须洁净，以免杂质损伤齿轮;2）正常测量流量Qcom=50~80%Qmax；3）被测介质粘度太大或流量太小时，泄漏量大，测量精度低；4）安装时应使椭圆齿轮的旋转轴处于

6、水平位置。2）腰轮（罗茨）流量计结构及工作原理：1）凸轮式刮板流量计构造：转子、凸轮、刮板、滚柱、壳体（2）刮板式容积流量计结构说明：壳体内腔为一圆形空筒，转子为可转动空心薄壁圆筒，筒壁开四个互成900的槽，刮板在其内滑动，并可伸出或缩进。四个刮板分别由二个连杆连接，相互交叉，互不干扰。刮板内侧各有一小滚柱。它们均紧靠在一个固定凸轮上，可沿具有特定曲线形状的凸轮边缘滚动，从而使刮板时而伸出，时而缩进。连杆一端刮板从转子筒边口槽伸出时，另一端刮板则缩进筒内（因连杆长度一定）。工作原理：流体通过时，计量计进、出口压差（P1>P2）作用推动刮板和转子顺时针转

7、动。（a）位置时，刮板A和D与壳体形成一个计量室。由（a）向(b)过渡时，刮板D逐渐收缩；刮板A则仅转动而不收缩。当转至状态（c）时，刮板A转了900（转子整体也转了900），排出一个计量室的流体体积。由（c)继续转动时，刮板A开始收缩。因此，转子每转一圈将排出四个计量室的流体体积。流量计算：Qv=4nV计量室体积转速2）凹线式刮板流量计构造：转子、刮板、连杆、壳体壳体内腔为特殊曲线形状，由大、小圆弧和二条相互对称的凹线组成。实心转子中间开有四个互成900的槽。连杆带动刮板在槽内沿径向滑动。转子每转一周排出的流体体积：计量室体积的四倍。工作原理：同凸轮

8、式。（1）刮板的特殊运动轨迹不产生涡流，不改变流体运动状态。（2）测量精度高（±0.2%），压