《过程控制与集散系统》课件-2.4 流量的测量

流量的测量FlowMeasurement.项目二：单水箱恒流控制系统课程名称：《过程控制与集散系统》目录01流量测量概述02压差式流量计03转子式流量计一、仪器仪表的主要性能指标

流量流量是指单位时间内流过某一截面的流体数量的多少，可用体积流量和质量流量表示，单位包括t/h，kg/h，kg/s，m3/h，L/h等。常见流量计压差式流量计转子式流量计涡街流量计电磁式流量计热式气体质量流量计二、压差式流量计压差式流量计当充满管道的流体流经节流装置时，流速提高，静压减小，在节流装置前后产生一定的压差，根据流量与压差之间的关系即可得到流量的大小。节流装置节流元件取压装置前后管段常用的节流装置孔板喷嘴文丘里管取压方式角接取压法兰取压二、压差式流量计伯努利方程（不可压缩流体）：

连续方程：ρv1A1=ρv2A2=qm

得质量流量：压力修正系数：

流量系数：

于是：

二、压差式流量计对可压缩流体，假设节流过程绝热

膨胀系数：于是：

当

ε=1时，为不可压缩流体流量系数α在标准节流装置中，Re足够大，对α的影响很小，而管道的粗糙度固定时，α只与m（即A0/A1）有关。膨胀系数ε在

p2/p1≥0.75，50mm≤D≤1000mm，0.220≤β≤0.80时，ε可以由以下公式确定

二、压差式流量计节流装置引压导管压差变送器三阀组二次仪表压差式流量计的组成节流装置流速转变成压差引压管道将压差信号送至压差变送器压差变送器将压差装置的压差信号转变为标准电流信号二次仪表将接收到电流信号经过转化、运算，最终显示出流量值二、压差式流量计压差式流量计的使用压差式流量计使用标准GB/T2624，ISO5176。压差式流量计使用范围管径为50～1000mm，测量范围为1.5～100000m3/h，精度为±1%～±2%。安装时前端需要直管段节流装置安装方向正确，并注意其中不能出现沉淀、堵塞等孔板的进口边缘应尖锐，严格直角，不可有毛刺、划痕对管道、取压装置、导压管、压差变送器等的安装、使用都有一定的要求注意事项二、压差式流量计压差式流量计的发展增加了温度信号和压力信号，实现对流体密度的补偿智能化流量测量仪表例：某压差式流量计的流量测量上限为320m3/h，差压上限为2.5kPa。当仪表指针指在160m3/h时，求相应的差压是多少（流量计不带开方器）。解：流量与差压的平方根成正比解：代入已知数据，得到三、转子式流量计测量原理流体从转子与锥形管的环隙中流过，转子受到一个向上的浮力，根据转子浮力、重力的平衡计算两侧压差求得环隙流速，进而计算得到流量。

受力平衡

环隙流速

体积流量

S1为环隙流通面积对一定的仪表，与转子形状及介质黏性有关的系数K是一个常数。因此，流量只与环隙面积（即位置）有关。三、转子式流量计转子流量计出厂时通常将空气作为被测介质进行标定，如果被测介质不是空气，应重新进行标定。通常也可用如下公式进行修正ρf

转子材料的密度ρ1标定时空气的密度ρ2实际被测气体的密度三、转子式流量计转子式流量计优点可测小流量结构简单维修方便压力损失小价格低廉缺点机械传递信号，精度低；转子容易卡死或与壁面摩擦。使用范围管径4～150mm，流量0.001～3000m3/h，精度为±1%～±2.5%。课后思考1对于压差式流量计，引压管堵塞、积液、气泡会分别导致什么故障？2试比较节流装置与转子流量计在工作原理与使用特