流速及流量测量教程.ppt

第四章流速及流量测量;4.1概述;;;;;;应当指出，无论哪一种流量计，都有一定的适用范围，对流利的特性以及管道条件都有特定的要求。目前生产的容积法和速度法流量计，都要求满足下列条件： ① 流体必须充满管道内部，并连续流动； ②流体在物理上和热力学上是单相的，流经测量元件时不发生相变； ③流体的速度一般在音速以下。 常见流量计的种类及性能参见教材第197页表4-1。;4.2测速管;;内管所测的是流体在A处的局部动能和静压能之和，称为总压能。 测速管内管A处： 由于外管壁上的测压小孔与流体流动方向平行，所以外管仅测得流体的静压能，即外管B处： U形压差计实际反映的是内管冲压能和外管静压能之差，即 则该处的局部速度为 ;;均速管;;4.3节流式流量计;;流量方程的推导：根据截面1，2处的压力能、动能和势能的关系，可写出伯努利方程如下： 另外，根据流体流动的连续性方程，有 式中，C1、C2——截面1，2处的动能修正系数； Z1、Z2，——截面1，2处流体对参考水平面的距离； g——重力加速度； ξ——能量损失系数； A1、A2——截面1，2处的流束截面。 1）? 不可压缩流体的流量方程 令 β=d/D 由（2）式 代入（1）式得 ;;4.3.2标准节流装置;;;;;长径喷嘴;;应用于大口径流量测量，对流体中的悬浮物不敏感，精度高，但尺寸大，笨重加工困难，成本高。;2.取压装置 （1）角接取压装置 角接取压装置有环室取压和单独钻孔取压两种。如图所示。 环室取压有均压作用，压差比较稳定，被广泛在用。但当管经超过，500mm时采用单独钻孔取压。 β≤0.65时.0.005D ＜ a ＜ 0.03D β ＞0.65时,0.01D＜a＜0.02D 而且a应在1~10mm范围内 。 环室缝隙的厚度f≥2a。 环室截面hC ≥1/2πDa。 取压孔φ取4~10mm。;（2）法兰取压装置如图所示。取压孔直径不大于0.08 D，（6~12mm)。取压孔截面距节流件前后端面距离为25.4±1mm。;;30;;32;33;;;流出系数C 1998年4月1日ISO5167：1991流量系数公式修改为里德-哈里斯公式： 孔板：;标准喷嘴：;;;;;;4.3.5节流式流量计的设计计算 命题一：校核已有的标准节流装置 已知管道内经、节流件开孔直径、取压方式、被测流体参数、及工作温度压力等条件，根据所测的压差值计算被测流体的流量。 本命题利用流量公式，采用迭代方法进行计算。 命题二：设计新的标准节流装置 已知管道直井、被测流体参数、预计流量范围、要求包括的做小直管段、允许的压损以及其他条件等，确定流量表尺上限和差压计上限、确定节流装置的形式和开孔直径、确定最小值管段长度、选配差压计、计算最大压力损失、计算测量误差或不确定度。 详细设计步骤参阅《标准节流装置设计手册》。;4.3.6非标准节流装置 低雷诺数用：1/4圆孔板、锥形入口孔板等。 脏污介质用：圆缺孔板、偏心孔板等。 低压损害用：罗洛斯管、道尔管等。 小管径用：小于50mm节流件、整体（内藏）式孔板等。 端头节流装置：端头孔板、端头喷嘴等。 宽范围度节流装置：变压头变面积孔板（线性孔板）。 脉动流节流装置： 临界流节流装置： 混相流节流装置：;4.4 浮子流量计;;4.4.2转子流量计的流量方程 转子流量计的流量方程可根据转子受力平衡导出。 假设转子位于某一高度A时，处在受力平衡态。此时向上的作用力： 向下的作用力： 由于平衡，故 可得：  又因为环形截面积： 一般，d0=df，代入则得流量方程： 因 θ值很小则：;;;4.4.4工作特性 ;4.4.5浮子流量计的种类 1.玻璃管浮子流量计 特点：结构简单、刻度直观、成本低廉、使用方便。用于常温常压下透明介质的测量，只能就地显示，不能远传。 2.金属管转子流量计 金属管转子流量计用于高温高压、 不透明及腐蚀性介质流量的测量。 可就地显示也可远传。 ;;;4.5 涡轮流量计;;;;;;;家用水表简介;4.6电磁流量计;;;;适用于10mm以下管径;;;;;;;;;4.7靶 式 流 量 计;;;4.8超声波流量计;;;;;;;;;;;4.9涡街流量计（Vortex flow meter) ;;;;圆柱体后漩涡发生的频率为：;漩涡发生体与漩涡频率检测器;;;;;; ;;;;W; 力矩M使U形管扭转一个角度?。对于一定的U形管系统;;4.11容积式流量计;椭圆齿轮在被测介质的压差△p＝pl-p2的作用下，产生作用力矩使其转动。在(a)所示位置时，由于P1＞P2，在P1和P2的作用下所产生的合力矩使轮1产