化工仪表第3章2流量检测课件.ppt

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1、化工仪表及自动化第三章检测仪表与传感器第三节流量检测及仪表内容提要差压式流量计节流现象与流量基本方程式标准节流装置差压式流量计的测量误差转子流量计工作原理电远传式转子流量计内容提要质量流量计直接式质量流量计补偿式质量流量计其他流量计靶式流量计椭圆齿轮流量计涡轮流量计电磁流量计概述介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。流量大小：单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。总量：在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。定义

2、概述质量流量M体积流量Q如以t表示时间，则流量和总量之间的关系是流量计：测量流体流量的仪表。计量表：测量流体总量的仪表。概述1.速度式流量计以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。如差压式，转子式等。2.容积式流量计以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。如椭圆齿轮流量计，活塞式流量计等。3.质量流量计以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式（ρ、Ｖ）两种。分类二差压式流量计差压式流量计也称为节流式流量计，它是目前工业生产过程中流量测量最成

3、熟、最常用的方法之一。如果在管道中安置一个固定的阻力件，它的中间开一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件时，由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压差。压差的大小与流体流速的大小有关，流速愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流速，进而可以计算出流体的流量。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的。通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差

4、压计以及显示仪表所组成。二差压式流量计一、节流现象与流量基本方程式1.节流现象流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。节流装置就是在管道中放置的一个局部收缩元件,应用最广泛的是孔板,其次是喷嘴、文丘里管。把流体流过阻力件使流束收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流元件。什么是节流元件？改变管道中流体流通面积的元件。作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管。(a)标准孔板(b)喷嘴(c)文

5、丘里管孔板喷嘴文丘里管标准化的节流件：在设计计算时都有统一标准的规定、要求和计算所需的有关数据及程序，可直接按照标准制造；安装和使用时不必进行标定。特殊节流件：主要用于特殊介质或特殊工况条件的流量检测，它必须用实验方法单独标定。相比而言，标准孔板制作最简单使用也最广泛，以下只介绍标准孔板123—节流原理流动流体的能量有两种形式：静压能和动能。流体由于有压力而具有静压能，又由于有流动速度而具有动能，这两种形式的能量在一定条件下是可以相互转化的。流速静压截面I：流速v1，静压为p’1。管壁处流体受到阻挡作用最大

6、，一部分动能转化为静压能，静压力上升且大于中心处压力，产生径向压差，流体收缩。根据流体流动连续性方程，流束中心流速增加，而静压力逐渐减小。图3-17孔板装置及压力、流速分布图截面II：流速v2，静压为p’2。由于运动惯性，流体最小收缩面积处于截面II处，v2最大，静压为p’2最小。截面III：流速v3，静压为p’3。流体流速逐渐恢复，但此处由于克服阻力，p’3

7、力p2′的截面Ⅱ的位置随着流速的不同会改变。因此是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，来测量流体在节流装置前后的压力变化。因而所测得的压差与流量之间的关系，与测压点及测压方式的选择是紧密相关的。注意二差压式流量计2.节流基本方程式流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式推导而得的。α－流量系数ε－可膨胀性系数F0－节流件的开孔面积ρ－节流装置前的流体密度ΔP－节流装置前后实际测得的压差可以看出要知道流量与压差的确切关系，关键在于α的取值。

8、流量与压力差ΔP的平方根成正比。α主要与节流装置的型式、取压方式、流体的流动状态（如雷诺数）和管道条件等因素有关。因此，是一个影响因素复杂的综合性参数，也是节流式流量计能否准确测量流量的关键所在，雷诺数大于某一数值（界限雷诺数）时，α值可认为是一常数。对于标准节流装置，可以从有关手册中查出；对于非标准节流装置，其值要由实验方法确定。二差压式流量计二、标准节流装置国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里管等标准