热力测试技术A(流量测量六章)

1、 第六章第六章 流量测量流量测量n评价经济性：燃油和机油消耗量评价经济性：燃油和机油消耗量n热平衡实验：机油、冷却水和空热平衡实验：机油、冷却水和空气流量气流量n换气和混合气形成：气体流速和换气和混合气形成：气体流速和流场分布流场分布第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述一、流体与流量一、流体与流量流体是指具有流动性能的物质。可认为是气体和液体的流体是指具有流动性能的物质。可认为是气体和液体的总称。总称。热能与动力机械中：热能与动力机械中： 单相气体、液体；单相气体、液体； 气液混合：燃油气液混合：燃油- -空气，水空气，水- -蒸气；蒸气； 气固两相混合：空气带动煤粉气固两相

2、混合：空气带动煤粉第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述n流量是指单位时间内通过某有效流通流量是指单位时间内通过某有效流通截面的流体数量，称瞬时流量。可用截面的流体数量，称瞬时流量。可用质量单位或体积单位表示，分别称为质量单位或体积单位表示，分别称为质量流量质量流量qm(kg/s)和体积流量和体积流量qv(m3/s)nqm=qv 为流体密度为流体密度工程上常用流体总量和平均流量工程上常用流体总量和平均流量第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述二、流量计的类型二、流量计的类型 测量流体流量的仪表称为流量计或流量表。分下测量流体流量的仪表称为流量计或流量表。分下列列

3、3 3种类型：种类型：1.1.容积型流量计容积型流量计 基本依据：单位时间内被测流体充满（或排出）基本依据：单位时间内被测流体充满（或排出）某一定容积容器的次数。即某一定容积容器的次数。即 qv = nV = nV第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述容积型流量计工作原理简单，适于测量高黏容积型流量计工作原理简单，适于测量高黏度、低雷诺数的流体。度、低雷诺数的流体。优点：流体运动状态对测量结果影响较小，优点：流体运动状态对测量结果影响较小，精度较高。精度较高。 缺点：不宜用于高温、高压和脉动介质的流缺点：不宜用于高温、高压和脉动介质的流量测量。量测量。该类流量计有：椭圆齿轮、腰

4、轮、刮板、转该类流量计有：椭圆齿轮、腰轮、刮板、转筒流量计筒流量计第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述2.2.速度型流量计速度型流量计以流体一元流动的连续方程为依据，即当流通以流体一元流动的连续方程为依据，即当流通截面确定时，流体的体积流量与截面上的平均截面确定时，流体的体积流量与截面上的平均流速成正比。流速成正比。优点：使用性能良好，可用于高温、高压流体优点：使用性能良好，可用于高温、高压流体测量，精度较高。测量，精度较高。 缺点：测量结果受流动条件影响较大。缺点：测量结果受流动条件影响较大。该类流量计有：差压式、转子、涡轮、该类流量计有：差压式、转子、涡轮、电磁和超声波流

5、量计。电磁和超声波流量计。第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述3.3.质量型流量计质量型流量计利用与质量流量有关的原理进行测量利用与质量流量有关的原理进行测量分为直接式、推导式和温度压力补偿式分为直接式、推导式和温度压力补偿式3 3种。种。直接式质量流量计常用的有：量热式、角动量式、振动直接式质量流量计常用的有：量热式、角动量式、振动陀螺式等陀螺式等推导式质量流量计是同时测取流体的密度和体积流量，推导式质量流量计是同时测取流体的密度和体积流量，通过运算而推导出质量流量的。有速度型流量计和密通过运算而推导出质量流量的。有速度型流量计和密度计组成。度计组成。温度压力补偿式质量流量

6、计是利用温度、压力和密度的温度压力补偿式质量流量计是利用温度、压力和密度的关系，将温度、压力的测量值转换成密度的流量计。关系，将温度、压力的测量值转换成密度的流量计。第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述三、流量计的选用原则三、流量计的选用原则1.根据被测介质的性质选择根据被测介质的性质选择水蒸气：选差压式、金属转子流量计水蒸气：选差压式、金属转子流量计洁净气体和液体：选差压式、转子和腰轮流量计洁净气体和液体：选差压式、转子和腰轮流量计浆液：选靶式、电磁流量计浆液：选靶式、电磁流量计粘性液体：选腰轮、旋转活塞流量计粘性液体：选腰轮、旋转活塞流量计腐蚀性介质：选转子流量计腐蚀性介

7、质：选转子流量计第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述2.2.根据用途选择根据用途选择各种流量计的功能、测量精度和价格各不同，而不各种流量计的功能、测量精度和价格各不同，而不同的场合对流量计这些性能的要求也有所侧重。同的场合对流量计这些性能的要求也有所侧重。计算用：要求测量精度高，可选用腰轮流量计计算用：要求测量精度高，可选用腰轮流量计 工业生产中：可选用差压计、转子流量计工业生产中：可选用差压计、转子流量计 液体压力损失小时可选用转子和涡街流量计液体压力损失小时可选用转子和涡街流量计第一节第一节 流量及其测量仪表概述流量及其测量仪表概述3.3.根据工况条件选择根据工况条件选择

8、n工况条件包括流体的流量变化范围、温度和压工况条件包括流体的流量变化范围、温度和压力的高低等。力的高低等。n液体流量计的流量上限采用液体流量计的流量上限采用2020水作为介质来水作为介质来刻度的刻度的 气体流量计选用气体流量计选用2020和和0.10133MPa0.10133MPa的空气作为的空气作为介质来进行刻度的。介质来进行刻度的。实际测量时应把实际状态下的流量换算为刻度实际测量时应把实际状态下的流量换算为刻度状态下流量，再选择流量计。状态下流量，再选择流量计。第二节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用一、节流式流量计的工作原理第二节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用工作

9、原理：工作原理： 流体通过测量管道中节流元件时，流线和流体通过测量管道中节流元件时，流线和流速发生变化，在节流元件前后产生压差，流速发生变化，在节流元件前后产生压差，该压差与流体流速成正比，从而测得压差，该压差与流体流速成正比，从而测得压差，通过计算可得到流量。通过计算可得到流量。 pdqv 242第二节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用第二节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用二、节流式流量计比较二、节流式流量计比较n标准节流元件：标准孔板、标准喷嘴、标准文杜里喷标准节流元件：标准孔板、标准喷嘴、标准文杜里喷嘴和标准文杜里管。嘴和标准文杜里管。 实验数据完整，根据公式计算即

10、可得到所求的准确结实验数据完整，根据公式计算即可得到所求的准确结果。果。n非标准节流元件：双孔板节流元件、圆柱喷嘴节流元非标准节流元件：双孔板节流元件、圆柱喷嘴节流元件。件。 实验数据不全，需要用实验的办法确定关系，准确度实验数据不全，需要用实验的办法确定关系，准确度不低。不低。第二节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用流量系数流量系数是考虑到流体密度、黏度、流速、是考虑到流体密度、黏度、流速、截面比、管道粗糙度以及节流元件关键部位加截面比、管道粗糙度以及节流元件关键部位加工误差等因素对流量的影响而引入的修正系数。工误差等因素对流量的影响而引入的修正系数。第二节第二节 节流式流量计的应

11、用节流式流量计的应用第二节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用n值保持定值的最小雷诺数称为临界雷值保持定值的最小雷诺数称为临界雷诺数诺数Rek。n同种型式节流元件同种型式节流元件m不同时，不同时， Rek不不同。同。 m小，小， Rek小。小。n正常情况下，流量计的工作范围由流量系数正常情况下，流量计的工作范围由流量系数等于常数的区段决定，工作在等于常数的区段决定，工作在 =常数区段常数区段的流量计称为标准流量计。因此临界雷诺数的流量计称为标准流量计。因此临界雷诺数的大小就决定流量计测量范围的下限。的大小就决定流量计测量范围的下限。第二节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用第二

12、节第二节 节流式流量计的应用节流式流量计的应用第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用内燃机试验中经常测量：内燃机试验中经常测量：空气流量空气流量燃油消耗量燃油消耗量机油消耗量机油消耗量冷却水流量冷却水流量排气流量排气流量第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用一、燃油消耗量测量一、燃油消耗量测量n测定液体燃料消耗量的方法有：容积法、重量法、测定液体燃料消耗量的方法有：容积法、重量法、流量计法和流速计法等。流量计法和流速计法等。 容积法和重量法常用于内燃机稳定工况下燃料消容积法和重量法常用于内燃机稳定工况下燃料消耗量的测量。耗量的测量。n燃料

13、消耗量的测量已实现自动化和数字显示测量。燃料消耗量的测量已实现自动化和数字显示测量。第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用（一）定重量法（一）定重量法1.1.原理原理: :测定消耗一定重量燃料的时间测定消耗一定重量燃料的时间. .2.2.误差误差n天平误差天平误差n砝码误差砝码误差n油管油管浸浸入长度不同引起的浮力误差入长度不同引起的浮力误差n三通阀泄露引起的误差三通阀泄露引起的误差n时间误差时间误差第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用%7.1%10015.06.05.012222222222时池浮砝天重第三节第三节 流量测量在内燃机测

14、试中应用流量测量在内燃机测试中应用 (二二)定容积法定容积法1.原理原理:测定消耗一定体积燃料所用时间测定消耗一定体积燃料所用时间.2.误差误差:量杯容积误差量杯容积误差泄露误差泄露误差时间测量误差时间测量误差燃油比重变化引起的误差燃油比重变化引起的误差第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用汽油机用定容积法测量汽油机用定容积法测量; 柴油机用定重量法柴油机用定重量法用光电变换原理将测量过程实现自动化用光电变换原理将测量过程实现自动化,并数字显示并数字显示.第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用二、冷却水与机油流量测量二、冷却水与机油流量测

15、量流体的体积或重量的总量流体的体积或重量的总量 ，也可用流量计测，也可用流量计测量。量。机油消耗测量机油消耗测量 测量比较困难：难测出柴油机的润滑系统中的测量比较困难：难测出柴油机的润滑系统中的机油总量；机油消耗量比较小，需测量长时间。机油总量；机油消耗量比较小，需测量长时间。第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用方法：参照国家标准方法：参照国家标准1 1）运转发动机使水温、机油温度达到正常运行时的范围；）运转发动机使水温、机油温度达到正常运行时的范围；2 2）停机，将机油从曲轴箱中泄放出来，时间约）停机，将机油从曲轴箱中泄放出来，时间约20302030分钟；分钟；

16、3 3）将已知重量成容积的机油加到油箱中，使液面达到正常；）将已知重量成容积的机油加到油箱中，使液面达到正常；4 4）起动发动机，按预试验程序进行（数十小时）；）起动发动机，按预试验程序进行（数十小时）；5 5）保持冷却水和机油温度与实验前相同的条件下，将机油从）保持冷却水和机油温度与实验前相同的条件下，将机油从曲轴箱中泄放，并保持泄放时间等于实验前泄放时间；曲轴箱中泄放，并保持泄放时间等于实验前泄放时间；6 6）测出泄放的机油重量或容积，求出前后差值。）测出泄放的机油重量或容积，求出前后差值。第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用三、内燃机进气量的测量三、内燃机进

17、气量的测量 1.1.进气流动的特点进气流动的特点n不定常的气体流动过程不定常的气体流动过程气体波动速度与发动机缸数有关，缸数增加，波动情况好转。气体波动速度与发动机缸数有关，缸数增加，波动情况好转。n测量方法：测量方法：(1)(1)瞬时流量测量法：热线风速仪，激光测速仪瞬时流量测量法：热线风速仪，激光测速仪(2)(2)平均流速的测定：平均流速的测定： 加稳压筒把波动气流变成定常气流。加稳压筒把波动气流变成定常气流。 稳压筒容积为内燃机工作容积的稳压筒容积为内燃机工作容积的5030050300倍，对于单缸机取上限。倍，对于单缸机取上限。第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试

18、中应用2.2.流速范围很宽，流量范围很大流速范围很宽，流量范围很大. . 第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用2.2.进气量的测量进气量的测量(1)(1)节流法节流法(2)(2)层流差压法层流差压法n利用流体在层流条件下流速与压差的线性关系以测量利用流体在层流条件下流速与压差的线性关系以测量流量的方法，叫层流差压法，按此法工作的流量计，流量的方法，叫层流差压法，按此法工作的流量计，叫层流流量计（或称粘性流量计）叫层流流量计（或称粘性流量计）n特点：精度较高，无运动件，测量范围广，能直接测特点：精度较高，无运动件，测量范围广，能直接测量脉动流量而无须加装稳压箱，也不

19、要求进气导管有量脉动流量而无须加装稳压箱，也不要求进气导管有一定长度，整个测量装置大为简化，特别适于内燃机一定长度，整个测量装置大为简化，特别适于内燃机进气流量的测量。进气流量的测量。第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用n层流元件是层流流量计实现流量与压差成线性关系的层流元件是层流流量计实现流量与压差成线性关系的关键性部件，它一般由许多平行的细管组成，当流径关键性部件，它一般由许多平行的细管组成，当流径细管的流体雷诺数低于细管的流体雷诺数低于23002300（临界雷诺数）时，便形（临界雷诺数）时，便形成层流或粘性流动，此时，空气流径管道所造成的压成层流或粘性流动，

20、此时，空气流径管道所造成的压力差与容积流量成正比，其关系式为：力差与容积流量成正比，其关系式为：nR R、l l为细管的半径及长度，为细管的半径及长度， 细管两端压差，细管两端压差， 动力粘动力粘度。度。lPRQ84P第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用层流元件的结构型式：管式、片式、带式。层流元件的结构型式：管式、片式、带式。层流流量计克服了节流式流量测量装置在大层流流量计克服了节流式流量测量装置在大流量时，阻力大流量时，阻力大;小流量时，不准确的缺点，小流量时，不准确的缺点，同样压差下，可测范围成平方倍数增加，流同样压差下，可测范围成平方倍数增加，流量的线性关

21、系还简化了计算手续，便于实现量的线性关系还简化了计算手续，便于实现自动记录或自动检测自动记录或自动检测.第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用(3) (3) 振荡测频法振荡测频法利用流体振荡原理利用流体振荡原理, ,测量流体流径管道时的旋测量流体流径管道时的旋涡频率涡频率, ,以期算出流量的方法叫振荡测频法以期算出流量的方法叫振荡测频法. .特点特点: :无运动部件无运动部件, ,使用寿命长使用寿命长, ,线性测量范围线性测量范围宽宽, ,精度高精度高, ,几乎不受温度、压力、密度、成分、几乎不受温度、压力、密度、成分、黏度变化的影响，适于气体、液体流量测量。黏度变

22、化的影响，适于气体、液体流量测量。q qv vf f 第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用n旋涡流量计分为：流体强迫振荡的旋涡进动型和自然旋涡流量计分为：流体强迫振荡的旋涡进动型和自然振荡的卡门旋涡分离型两种。振荡的卡门旋涡分离型两种。n前者用于测量较小的气体流量；后者适于大口径和大前者用于测量较小的气体流量；后者适于大口径和大流量测量。流量测量。a.旋涡进动型流量计旋涡进动型流量计n强迫振荡，形成旋涡。强迫振荡，形成旋涡。n进动频率与流体的容积流量成正比。进动频率与流体的容积流量成正比。n精度高。流量计前要有精度高。流量计前要有10D的直管段，后有的直管段，后有

23、5D的直管的直管长度。测进气流量时，安装稳压箱。长度。测进气流量时，安装稳压箱。第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用b.卡门旋涡分离型流量计卡门旋涡分离型流量计n需放置涡源体产生卡门涡需放置涡源体产生卡门涡n旋涡产生的频率与流速成正比，与流体的物理参数无关。旋涡产生的频率与流速成正比，与流体的物理参数无关。n有圆柱行和三角柱行两种涡源体。有圆柱行和三角柱行两种涡源体。n该种流量计压力损失小，对气体在该种流量计压力损失小，对气体在Re=2000-1.2105，水在水在5000-1.5105的范围均可测量，精度不低于的范围均可测量，精度不低于1级。级。n有直管段要求，

24、前要有直管段要求，前要15D，后要，后要5D。n不能在层流状态使用（不产生旋涡）不能在层流状态使用（不产生旋涡）第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用(4)(4)测速法测速法 测量管道内的平均流速，由平均流速乘以测量管道内的平均流速，由平均流速乘以管道面积求得流量。管道面积求得流量。a.流动特性法流动特性法 气体在管道内流动时，其在某一截面上的流气体在管道内流动时，其在某一截面上的流速分布取决于流体的流动特性。速分布取决于流体的流动特性。b. 等面积法等面积法 第三节第三节 流量测量在内燃机测试中应用流量测量在内燃机测试中应用c.最大流速法最大流速法n在圆形管道内，

25、沿管道轴线平均流速和最大流速与雷诺在圆形管道内，沿管道轴线平均流速和最大流速与雷诺数存在如下关系，测的最大流速，即可得到平均流速。数存在如下关系，测的最大流速，即可得到平均流速。d.特征点测定法特征点测定法n圆形管道内测圆形管道内测0.762D上的气流速度，即为平均流速。上的气流速度，即为平均流速。第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量常用的流速测量方法有：常用的流速测量方法有：皮托管测速皮托管测速热线风速仪测速热线风速仪测速激光多普勒流速仪测速激光多普勒流速仪测速第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量一、皮托管测速皮托管测速第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量n皮托管由总压探头

26、和静压探头组成，利用流皮托管由总压探头和静压探头组成，利用流体总压和静压之差，即动压来测量流速。体总压和静压之差，即动压来测量流速。n特点：结构简单，使用方便，价格低廉，一特点：结构简单，使用方便，价格低廉，一定的流速范围内精度较高。定的流速范围内精度较高。n可压缩气体等熵流动的能量方程：可压缩气体等熵流动的能量方程：1212VPP第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量式中：式中： 气体总压气体总压P 气体静压气体静压 气体密度气体密度 气体流速气体流速 压缩修正系数压缩修正系数PV第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量PPV12第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量n测取的是流场

27、空间某点的平均流速。测取的是流场空间某点的平均流速。n接触式测量。接触式测量。n最小头部直径最小头部直径0.1-0.20.1-0.2毫米。毫米。n前前10D10D，后，后5D5D直管段直管段n外径不大于外径不大于1/32D1/32D。n速度小于速度小于5m/s5m/s时不能用时不能用n测内燃机进气量时要加稳压箱。测内燃机进气量时要加稳压箱。第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量二、热线风速仪二、热线风速仪 热线风速仪是一种以热线或热膜为探头的流速热线风速仪是一种以热线或热膜为探头的流速测量仪，由于探头的几何尺寸和热惯性较小，因此测量仪，由于探头的几何尺寸和热惯性较小，因此可用于微风速、脉动

28、速度及皮托管难以安装场合的可用于微风速、脉动速度及皮托管难以安装场合的流速测量。流速测量。1.1.基本构造基本构造由热线探头和控制系统组成。由热线探头和控制系统组成。探头有热线和热膜两种形式。探头有热线和热膜两种形式。第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量常见结构有一元、二元、三元探头，分别测量常见结构有一元、二元、三元探头，分别测量一维、平面和空间流场流速。一维、平面和空间流场流速。热线探头中的热线材料多为铂丝和钨丝，直径热线探头中的热线材料多为铂丝和钨丝，直径为为3.8-5m3.8-5m，长度为，长度为1-2mm.1-2mm.热膜探头由熔焊在楔行或圆柱行石英骨架上的热膜探头由熔焊在楔行

29、或圆柱行石英骨架上的铬或铂金属膜构成。铬或铂金属膜构成。第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量2.2.工作原理工作原理是利用通电的探头在气流中的热量散失强度与气流速是利用通电的探头在气流中的热量散失强度与气流速度之间的关系来测量流速的。度之间的关系来测量流速的。工作时通过热线的电流为工作时通过热线的电流为I I，热线的电阻为，热线的电阻为R R，相应的，相应的热线温度为热线温度为t tw w，热线产生的热量，热线产生的热量Q Q1 1=I=I2 2R R，假设在流体的，假设在流体的冷却作用下为强迫对流换热，而不考虑热线的导热和冷却作用下为强迫对流换热，而不考虑热线的导热和辐射损失，则热线的

30、散热损失为辐射损失，则热线的散热损失为Q Q2 2=F=F（t tw w-t-tf f),),式中：式中： 为热线的对流换热系数，为热线的对流换热系数，F F为热线的换热表面积，为热线的换热表面积，t tf f为流体温度。为流体温度。第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量热平衡时热平衡时 Q Q1 1=Q=Q2 2 I I2 2R R= =FF（t tw w-t-tf f) )当热线已经选定时，有当热线已经选定时，有 I I2 2R R= =（a+ba+bn n)()(t tw w-t-tf f) )在在t tf f一定条件下一定条件下 =f(I,t =f(I,tw w) )或或=f(I,

31、R)=f(I,R)第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量热线风速仪测流速时，常用以下两种方法：热线风速仪测流速时，常用以下两种方法：n恒定电流法恒定电流法I=常数，测常数，测Rn恒定电阻法恒定电阻法R=常数，测热线两端电压常数，测热线两端电压第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量 第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量三、激光多普勒流速仪三、激光多普勒流速仪1 1工作原理：当激光照射到跟随被测气体一起运工作原理：当激光照射到跟随被测气体一起运动的微粒上时，激光被运动的粒子所散射，其散动的微粒上时，激光被运动的粒子所散射，其散射光对入射光的频率偏移与流体速度成正比，测射光对入射光的频

32、率偏移与流体速度成正比，测定散射光的频率偏移量，便可求得被测流体速度。定散射光的频率偏移量，便可求得被测流体速度。 第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量 第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量频差（多频勒频率）频差（多频勒频率） 入射光波长；入射光波长； 散射光与参考光之间的夹角。散射光与参考光之间的夹角。VfD2sin2第四节第四节 气流速度的测量气流速度的测量n特点：对流体无干扰、几乎无惯性，测量范特点：对流体无干扰、几乎无惯性，测量范围大，线性好，对方向灵敏度好，空间分辩围大，线性好，对方向灵敏度好，空间分辩率高等优点率高等优点n缺点：流体中要含有适量的散射粒子缺点：流体中要含

33、有适量的散射粒子（TiO2,BN)管路中必须设置一段用透明材管路中必须设置一段用透明材料做成的管道，或在管道上开设玻璃窗，以料做成的管道，或在管道上开设玻璃窗，以供光束通过。供光束通过。第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计一、涡轮流量计一、涡轮流量计n是一种速度型流量计是一种速度型流量计n优点：精度高，反应快，耐压好，量程较优点：精度高，反应快，耐压好，量程较宽（宽（10：1），可用于测量瞬时脉动流量），可用于测量瞬时脉动流量或总量，还可测冷却水流量。或总量，还可测冷却水流量。 缺点：对被测介质的洁净度要求高，受黏缺点：对被测介质的洁净度要求高，受黏度影响大，不宜测润滑油流量。度影响大，

34、不宜测润滑油流量。第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计 第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计n结构：导流器、轴承、涡轮、磁电转换器结构：导流器、轴承、涡轮、磁电转换器 n工作原理：被测流体流经涡轮时，推动涡轮转工作原理：被测流体流经涡轮时，推动涡轮转动，涡轮叶片周期性地切割磁场的磁力线，使动，涡轮叶片周期性地切割磁场的磁力线，使磁路的磁阻发生相应的变化，从而在感应线圈磁路的磁阻发生相应的变化，从而在感应线圈内产生和流量成正比的脉冲信号内产生和流量成正比的脉冲信号 q qv v=f/K=f/K K K流量常数流量常数第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计使用时应注意使用时应注意:

35、n水平安装水平安装,前又前又20D,后有后有5D的直管段的直管段, 入口安装过滤器入口安装过滤器n按流体的密度、黏度等重新进行修正。按流体的密度、黏度等重新进行修正。第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计二、椭园齿轮式、腰轮和旋转活塞式流量计二、椭园齿轮式、腰轮和旋转活塞式流量计优点：属容积式流量计，受流体的流量和优点：属容积式流量计，受流体的流量和黏度大小影响较小，量程比较大（黏度大小影响较小，量程比较大（10：1），精度高（），精度高（0.2%），安装方便，对仪），安装方便，对仪表前后直管段要求不高，宜测高黏度和变表前后直管段要求不高，宜测高黏度和变黏度的液体。黏度的液体。 缺点：不应

36、含有固体杂质。缺点：不应含有固体杂质。第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计n工作原理：仪表内部的运动件在入口和出口的工作原理：仪表内部的运动件在入口和出口的压差作用下不断地把充满在运动元件和壳体之压差作用下不断地把充满在运动元件和壳体之间的流体排向出口，运动元件与计数机构相连，间的流体排向出口，运动元件与计数机构相连，计数器上读数与容积总量成正比。计数器上读数与容积总量成正比。n使用时应注意：使用时应注意：a.测量流量不宜过小（泄露大），也不宜过大测量流量不宜过小（泄露大），也不宜过大（元件磨损大）。（元件磨损大）。b.装过滤器、气体分离器装过滤器、气体分离器第五节第五节 其它类型流量计

37、其它类型流量计三、转子流量计三、转子流量计工业和实验室中测小流量的流量计工业和实验室中测小流量的流量计优点优点: :可测小流量，可测小流量，1L/h(1L/h(液体液体) )和和10L/h(10L/h(气体气体),),量程量程5:1-10:1,5:1-10:1,压力损失小压力损失小2000-3000Pa,2000-3000Pa,结构简单结构简单, ,使用方便使用方便, ,精度精度2 2级左右级左右. .第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计n结构结构: : 由锥管和转子组成由锥管和转子组成第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计工作原理工作原理: 流体由下向上流过时流体由下向上流过时,由

38、于转子与管壁之间形由于转子与管壁之间形成的环行缝隙的节流作用成的环行缝隙的节流作用,在转子上下端形成压差在转子上下端形成压差P作用于转子作用于转子,使其上升使其上升,转子上升又导致环隙面积转子上升又导致环隙面积增大增大,压差压差P下降下降,作用在转子的上升力减小作用在转子的上升力减小,直到直到作用在转子的上升力和转子重量相平衡作用在转子的上升力和转子重量相平衡,稳定在某稳定在某一高度上一高度上.流量流量qv不同不同,高度高度h不同不同. qvhh第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计节流式和转子流量计节流式和转子流量计: :n相同点相同点: :均是利用节流原理的流量测量仪表均是利用节流原理

39、的流量测量仪表n不同点不同点: :节流式流量计节流式流量计: :节流元件通过面积一定节流元件通过面积一定, ,压差变化压差变化; ;转子流量计转子流量计: :压差一定压差一定, ,流通截面变化流通截面变化. .第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计使用时应注意使用时应注意: :n必须垂直安装必须垂直安装, ,倾斜倾斜1010度产生度产生0.8%0.8%的附加误差的附加误差n被测介质温度大于被测介质温度大于7070时时, ,应加防护罩应加防护罩, ,以防玻以防玻璃管爆裂璃管爆裂. .n介质不清洁时介质不清洁时, ,加装过滤网加装过滤网n被测介质的种类、温度、压力与出厂标定不同被测介质的种类、

40、温度、压力与出厂标定不同时，应重新标定。时，应重新标定。第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计四、电磁流量计四、电磁流量计n是根据电磁感应原理测量导电流体流量的一种仪器。是根据电磁感应原理测量导电流体流量的一种仪器。n结构：由励磁线圈、电极、管道和绝缘内衬组成。结构：由励磁线圈、电极、管道和绝缘内衬组成。n工作原理：内表面衬挂绝缘内衬的管道两侧安放两个工作原理：内表面衬挂绝缘内衬的管道两侧安放两个激励线圈，线圈通电时产生一个横穿管道的磁场，当激励线圈，线圈通电时产生一个横穿管道的磁场，当导电液体在管道中流动时，做切割磁力线的运动，产导电液体在管道中流动时，做切割磁力线的运动，产生一个与流速成正比的感应电动势，测出电动势，即生一个与流速成正比的感应电动势，测出电动势，即可算出流量。可算出流量。第五节第五节 其它类型流量计其它类型流量计q qv v=DE/4B(cm=DE/4B(cm3 3/s)/s)D-D-管道直径管道直径E-E-感应电动势感应电动势B-B-磁感应强度磁感应强度测导电率大于测导电率大于1010-4-4/m/m的液体流量的液体流量. .前后有前后有5D-10D5D-10D直管段直管段, ,液体充满测