现代工程控制中的测试与检测技术(13 流量测量计算).ppt

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1、§2-4流量测量§2-4-2节流式流量计一.基本原理与流量方程二.流量系数与压力损失a=f(b,ReD,kc/D)原始流量系数（光管）三.标准节流装置节流件、取压装置、节流件前后的直管段及阻力件四.流量测量误差五、标准节流装置的设计计算设计计算任务（两个命题）a)根据节流装置输出△p，计算相应G或Q。此处，节流装置为已知。b)根据流体条件和现场情况，设计采用的节流装置。计算公式Dt、dt工作温度下的管道和节流件开孔直径。按下式求得λD、λd为材料线膨胀系数，可查得（附表7－8）ReD计算式或者η：介质动力粘度，Pa·s；：介质运动粘度，m2／s1.设计计算的第一类问题计算问

2、题已知条件：流体：p、t、流体种类；管道：D20、材料节流件：d20、材料、形式、取压方式求：相应于的流量G（Q）常用方法：先假设ReD值（一般取ReD＝106），迭代计算。计算步骤准备数据Dt、dt，b，kc/D,kc查表得（附表7-2）；ε查表得（附表7-9、10）；η、ρ由p、t查表得正式计算2)正式计算①假定(ReD)1＝106②求流量系数第一次值()1a=a0rc(a0)1由ReD、β查表得（附表7－4、5）(rc)1根据ReD、r0=f(b,kc/D)查表、计算得③计算(G)1或(Q)1(按流量公式)④计算(ReD)2(按ReD计算公式)⑤返回②迭代⑥当相邻两次

3、算得的G或Q满足迭代结束，G=(G)22.设计计算的第二类问题设计问题已知条件：流体:：p、t、Gmax、Gch、Gmin、流体种类；管道:：D20、材料、布置情况（空间、阻力件….）其它要求：允许压力损失、测量精度等设计任务：选择节流件形式、取压方式确定节流件开孔直径确定节流件前后最小直管段计算流量测量误差思路分析①根据设计任务，首先选择节流件形式及取压方式。原则：依据对流量测量的误差要求、允许压力损失、现场条件等，结合各种节流装置及取压方式的特点进行节流件选择孔板：简单、省工省料，精度较低、压损大。要求低时用，给水流量。喷嘴：复杂、费工费料，精度较高、压损小。要求高时用，

4、主汽流量。取压方式选择亦按原则考虑。②确定节流件开孔直径公式中未知数多，a、β、ε、△p，难以直接求d。四未知数中，真正独立的只有β、△p，设法确定二者之一，可解决。③直管段确定及测量误差计算（按前述确定）设计步骤（设计实例（教材p215））.已知条件：流体：过热蒸汽；流量：Gmax＝70kg/s,Gch=55.5kg/s,Gmin=28kg/s允许压力损失：dp≤6×104Pa管道内径：D20＝0.221m(材料12CrMoV新无缝管）管路情况：阻力件1－90o弯头；阻力件2－全开闸阀。1）设计要求给出：节流件形式－喷嘴；取压方式－角接取压差压计选定－精度、最大压差、压力。

5、2)辅助计算、准备数据①管道参数：计算Dt，查表求λD（附表7－8），有Dt＝0.2226m计算D/kc：查表求kc（附表7－2），有D/kc=2226②流体参数：计算p＝p表＋pD＝13.6MPa。查表η＝3.185×10-5Pa·s查表ρ＝38.37kg／m3③求雷诺数用于求a用于校准设计出的β是否能使a在测量范围内基本是常数。本例最小雷诺数大于106，对β的选择无影响。3)确定压差上限△pmax，计算正常流量对应的压差△pch①确定△pmax：①确定△pmax：△pmax的选择，对流量测量的许多方面有影响，应综合考虑诸方面因素。测量精度：△pmax↑→β↓→精度↑测量范

6、围：△pmax↑→β↓→范围↑最小直管段：△pmax↑→β↓→l1、l2↓压力损失；△pmax↑→δp↑考虑诸因素，会有矛盾。一般以某一因素为主，兼顾其余（教材p214）。如设计要求给出了允许最大压力损失δp，则△pmax的选择为：则对于标准孔板，选△pmax＜（2一2.5）δp对于标准喷嘴，选△pmax＜（3—3.5）δp，本例可选：△pmax＝3dp=1.8×105Pa将选取的△pmax符合（园整到）现有压差计系列值。本例，取△pmax＝1.6×105Pa。如选用的压差计量程可大范围自由调整，此步可省。检查，△pmax应同时满足对可压缩流体应使△pmax<0.25，本例满

7、足。若流体为液体，还应使△pmax≤[p－(1.2~1.3)ps]，式中，ps为流体工作温度下的饱和压力。最后选定△pmax＝1.6×105Pa。②计算Gch对应的压差△pch，本例△pch=1.01×105Pa4）计算节流件的开孔直径①令(ε)1＝l，(rc)1＝1，计算（aoβ2）1；本例(aoβ2)1=0.5133②求(β)1∵(aoβ2)=f(b,ReD)（附表7-4、5）∴(β)1可根据（aoβ2）1、ReDch查表得本例(β)1=0.6921附表7-5可按β4线性内插若ReD>106(标准喷