华北电力大学热能工程专业过程参数检测和仪表经典课件第5章 压力仪表.ppt

第五章压力检测及仪表 压力是工质热力状态的主要参数之一。火电厂中为设备的安全经济运行，需测量压力。 在火力发电厂中，待测压力的范围比较宽，约从103Pa到24MPa，且压差测量也广泛应用在液位和流量测量中作为中间变换 电厂中使用的压力计和差压计主要是弹性的，低压和试验时用液柱式；另外压力和差压的测量受管路限制，一般用压力或差压变送器将信号转换成电信号进行远传。 第五章压力检测及仪表 压力定义为“物体单位面积上作用的法向力的大小”，物理学中也称之为“压强 ”．在国际单位制中，压力的单位是“帕斯卡(Pasc91)，简称“帕(Pa)’。过去采用毫米汞柱，毫米水柱，工程大气压（公斤力/厘米2） 表压力： 绝对压力＝表压力＋大气压力 表压力＝绝对压力－大气压力 高于大气压的表压力叫正压，反之叫负压，负压的绝对值也称真空 第五章压力检测及仪表 绝对压力Pa 大气压力Pb 表压力P P= Pa －Pb 真空度PZ（负压） PZ＝ Pb－ Pa 第五章压力检测及仪表 过去采用的压力单位“工程大气压力”（kgf/cm2）、“毫米汞柱”（mmHg）、“毫米水柱”（mmH2O）、“物理大气压”（atm）、“巴”（bar）、“PSI”等均应改成法定计量单位帕。 1 kgf/cm2 = 0.9807×105Pa 1 mmH2O = 0.9807×10Pa 1 mmHg = 1.332×102Pa 1 atm = 1.01325×105Pa 1 bar=105Pa 1 PSI=6.89×103Pa 1.平衡法：通过仪表使液柱高度的重力或砝码的重量与被测压力相平衡的原理测量压力 2.弹性法：利用各种形式的弹性元件，在被测介质的表压力或负压力作用下产生的弹性变形来反映被测压力的大小 3.电气式：用压力敏感元件直接将压力转换成电阻、电荷量等电量的变化 压力传感器从其原理及结构来看可分为：液柱式、机械式及电气式 测量压力的仪表，按信号原理不同，大致可分为四类： 液柱式：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度 机械式：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移 电气式：将被测压力转换成各种电量，如电感、电容、电阻、电位差等，依据电量的大小实现压力的间接测量 活塞式：根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量 第五章压力检测及仪表 第一节液柱式压力计 利用液柱对液柱底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理，通过液柱高度来反映被测压力的大小 优点：结构简单，使用方便，有相当高的准确度，在本专业中应用很广泛 缺点：量程受液柱高度的限制，体积大，玻璃管容易损坏及读数不方便 一、U型管压力计 采用水银或水为工作液，用U形管或单管进行测量，常用于低压、负压或压力差的检测 被广泛用于实验室压力测量或现场锅炉烟、风道各段压力、通风空调系统各段压力的测量 一、U型管压力计 U型管压力计两端差压与液柱高度h间有如下关系: Δ p=p1-p2=h(ρ1- ρ2)g =(h1+h2)(ρ1- ρ2)g 一、U型管压力计 △P=P1－P2 =ρg(h1+h2) 一、U型管压力计 注意事项 为减小毛细现象，U型管的内径一般为5-20mm, ，内径最好不小于10mm 使用时保持垂直 减小两次读数误差，读数时眼睛与液面平齐，以封液弯月面顶部切线为准读取液面高度。 应选择密度小的封液，以增大左右管液体的高度差，减小读数误差。（水，汞，四氯化碳） 二、单管式压力计 U形管压力计要读两次数增大了读数误差，也不方便。将一边的肘管换成大截面容积构成单管式压力计。 单管压力计的应用： 将数根肘管连至同一个大截面容器，则成为多管压力计，电厂用它测炉膛和烟道各处的负压。大容器内通大气，各肘管连至烟道各测点，此时各肘管中的液体高度即代表各处负压。 三、斜管式微压计 热力实验中用斜管式微压计测微小压力、负压、差压。 测正压，被测压力送入大容器 测负压，被测压力送入肘管 测差压，将较高压力送入大容器，较低压力送入肘管。 三、斜管式微压计 三、斜管式微压计 则 Δ p=p1-p2=(h1+h2)(ρ1- ρ2)g 且 h2=Lsinα; h1=LA2/A1=L(d2/D2) 由于被测介质通常为液体，所以ρ2可忽略，整理得 Δ p＝L(sinα+ d2/D2) ρ1 g=kL 其中k为系数，若α一定，则为k常数，则读取L数值表示被测差压Δ p。 优点： 因为L比h2放大了1/sinα倍，所以读数得相对误差小 改变α可改变k值，但不得小于150 三、斜管式微压计 斜管式