流量测量技术PPT学习教案

1、会计学1流量测量技术流量测量技术2 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、对物料总量的计量、能源管理和经济核算等。 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。第1页/共108页3大型化工企业中，流量是控制工艺过程和保证产品质量的关键因素。第2页/共108页48.1 流量和流量计8.3 流量标准装置8.2 流量测量仪表第3页/共108页流量和流量计1流体的物理性质与管流基础知识2流量测量方法与流量仪表的分类35第4页/共108页AudtdVtVqtv0limAudtdMtMqtm0lim6体积流量质量流量第5页

2、/共108页AdAuAquAv7平均流速累积流量vmqAuqdtqQtvvdtqQtmm体积流量和质量流量关系第6页/共108页8dydvAF牛顿流体非牛顿流体第7页/共108页PVVk19TVV1第8页/共108页10第9页/共108页2max1Rruuxx11nxxRruu/1max1圆管内的流速分布第10页/共108页12第11页/共108页132222222111upgZupgZg：重力加速度； Z1、Z2：截面和相对基准线的高度；P1、P2：截面和上流体的静压力；1、2：截面和上流体的平均流速。第12页/共108页14动能压力能势能+流体能第13页/共108页15h1h21v2v1p

3、2p第14页/共108页16wghupgZupgZ2222222111第15页/共108页17第16页/共108页18第17页/共108页差压式流量计1容积式流量计2速度流量计319质量流量计4第18页/共108页20第19页/共108页211-节流元件 2-引压管路3-三阀组 4-差压计 结构简单，使用寿命长，适应性广安装要求严格，精度不高 第20页/共108页22第21页/共108页23流体流经节流件时压力和流速变化2222222111upup222222221111upgZupgZ2 2221144duDu222111AuAu(1)(2)第22页/共108页2421422/11ppDdu

4、21242224/11ppdDdAuqv质量流量：21242224/11ppdDdAuqm体积流量：不可压缩流体第23页/共108页pdpdCqv2424122425修正后质量流量：修正后体积流量：pdpdCqm24241224式中： Dd /流出系数C只能通过实验确定，可查表求得。 第24页/共108页26通用质量流量：通用体积流量：pdqv242pdqm242考虑到可压缩流体在节流过程中流体密度变化 1 第25页/共108页27第26页/共108页28第27页/共108页29标准孔板 简单，加工方便，价格便宜测量精度低，适用于洁净流体介质，易变性第28页/共108页30结构复杂，价格高测量

5、精度高，寿命长，能测量污垢介质第29页/共108页31尺寸大，笨重，成本高测量精度高，能测量污垢介质第30页/共108页32节流装置的取压方式第31页/共108页33第32页/共108页34第33页/共108页35第34页/共108页36皮托管结构 总压和静压之差和被测流体的流速有关系 第35页/共108页37皮托管测量原理 对于不可压缩无粘性流体的稳定流动，驻点处流速为：pppu221第36页/共108页38pu21多点测量多点测量 平均流速平均流速 流量流量第37页/共108页39压损小，价格低，适用中大管径测量，洁净空间和空气处理领域，可测温度较高的气体、有颗粒的气体，可测较高风速。静压

6、可达6bar，温度最高可到650800，精度0.5%测量风速和风量时能保证2%精度。受流速分布影响大，计算复杂，难以实现在线测量。第38页/共108页40 L型皮托管 CLY系列皮托管 第39页/共108页pAqv241第40页/共108页42结构简单，便于安装，价格便宜；准确度和稳定性好；适用于液体，气体和蒸汽等多种流体以及高温高压介质的流量测量。差压信号较低；不适合脏污，有沉淀物的流体；优点缺点第41页/共108页43一体化智能均速管质量流量计 均速管质量流量计 第42页/共108页44转子流量计测量原理1、从下向上逐渐扩大的锥形管；2、置于锥形管中且可以沿管的中心线上 下自由移动的转子

7、第43页/共108页45第44页/共108页46转子流量计测量原理ffffVAgVhDq)(2tan流量与转子的高度h成近似线性关系第45页/共108页47第46页/共108页48转子流量计结构:玻璃管转子流量计金属管转子流量计玻璃转子流量计 第47页/共108页49第48页/共108页50塑管转子流量计 分流式转子流量计 第49页/共108页51v 转子流量计的刻度转换转子流量计的刻度转换 空气空气 - - 气体流量标定气体流量标定； 水水 - - 液体流量标定液体流量标定； 测量流量时候，需要按照实际被测介质的密度、温度测量流量时候，需要按照实际被测介质的密度、温度、压力等参数进行刻度修正

8、、压力等参数进行刻度修正)() (ffvvqqTTppqqvv 液体介质 气体介质 第50页/共108页52 靶式流量计靶的受力 流速靶式流量计第51页/共108页53BAukF22FddDkuAqv2122流体对靶的作用力： 管道直径为D，靶直径为d，环隙通道面积为A，则流体体积流量： 设： k1DdFDqv21(）则： 第52页/共108页54数显靶式流量计 LKB靶式流量计 第53页/共108页55结构简单，便于安装；压力损失小；适用于测量含固体颗粒和粘性较大的流体安装时候需要必要的直管段；优点缺点第54页/共108页56实用计算公式：XXXXpDqv1)1() 1(24222第55页/

9、共108页57 第56页/共108页58第57页/共108页59椭圆齿轮流量计第58页/共108页60第59页/共108页61第60页/共108页62第61页/共108页63第62页/共108页64第63页/共108页65转子的转速和流速有关系，需要进行调整第64页/共108页66伺服电机转动的快慢，随流体入、出口压力差的大小而改变。第65页/共108页67AudtdVtVqtv0lim要求：流量计前后必须有足够长的直管段或加装整流器， 使得流速稳定第66页/共108页68除了磁电转换方式，还可以用光电元件，霍尔元件等方式进行转速测量。第67页/共108页69叶片的切向速度：utgusRusR

10、utgn22涡轮转速第68页/共108页70磁电转换器所产生的脉冲频率：ZRutgnZf2Z涡轮叶片的数目 体积流量方程：单位体积流量通过磁电转换器所输出的脉冲数ffZtgRAuAqv2流量转换系数与流量的关系图 第69页/共108页71第70页/共108页72第71页/共108页73第72页/共108页74第73页/共108页750.281HL第74页/共108页duSft76则体积流量为：DdSfdDuAqtv25. 1142 每一列漩涡产生的频率； u流体流速； d直径漩涡发生体的特征尺寸； St斯特罗哈尔数； D管道内径；A在漩涡发生体处的流通截面积。 第75页/共108页77圆柱体涡

11、街检测器原理图 第76页/共108页78三角柱体涡街检测器原理图 第77页/共108页79第78页/共108页80第79页/共108页81测量导电流体第80页/共108页kEEBDuDqv441282BDuE 基本条件： 均匀磁场；非导磁管道；流速轴对称分布；流体电导率均匀第81页/共108页83电磁流量计的结构第82页/共108页84第83页/共108页85第84页/共108页86主要介绍传播速度差法和多普勒法第85页/共108页ucLt187 通过测量超声波脉冲在顺流和逆流传播过程中的速度之差来得到到被测流体的流速。tLcu222122cLutttucLt2 时差法第86页/共108页01

12、1t022ttft21288 将时间差转换为超声波传播的相位差 相差法超声波脉冲： s(t)=Asin(t+0)fLcLctLcu422222第87页/共108页89测量顺流和逆流时超声脉冲的循环频率差 频差法fLu2Luctf111顺流时：Luctf221逆流时：Lufff221脉冲循环频差：第88页/共108页90 上述测量获得的流速u是超声波传播途径上的平均流速，与截面平均流速是不相同的。 流量方程层流时：紊流时：_34uu uDqv24_uku 第89页/共108页91 多普勒效应 从发射晶体T发射的超声波束遇到流体中运动着颗粒或气泡，再反射回来由接收晶体R接收。 发射信号与接收信号的

13、多普勒频率偏移与流体流速成正比。可以用于两相流测量dffcucos21第90页/共108页92第91页/共108页93第92页/共108页941. 在工业生产中，由于物料平衡，热平衡以及储存、经济核算等所需要的都是质量，并非体积；2. 在测量工作中，常需将测出的体积流量，乘以密度换算成质量流量，设备复杂，测量耗时；3. 密度随温度、压力而变化，在温度、压力变化比较频繁的情况下，难以达到测量的目的。 用质量流量计来直接测量质量流量，则无需再进行上述人工换算。 第93页/共108页95 1、直接式 2、间接式第94页/共108页2vq96一般采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合体积流量计与密度计的组合；体积流量计与体积流量计的组合。节流式流量计与密度计的组合；vq2vqvq第95页/共108页97 节流式流量计与密度计组合 靶式流量计节流式流量计第96页/共108页98 体积流量计和密度计组合容积式流量计速度式流量计第97页/共108页99容积式流量计速度式流量计第98页/共108页100 直接检测与质量流量成比例的量，检测元件直接反映出质量流量。 直接式质量流量计有两种：1）热式质量流量计2）差压式质量流量计3）科里奥利质量流量计第99页/共108页101TcPqpm加热 流动流体 温度变化 质量流量变化恒定功率法恒定温差法第1