流量检测及仪表-辽宁石化职业技术学院.doc

教案正页 授课日期：化机0531班2007年3月2日 授课班级：化机0531 课 题： 第三章 流量检测及仪表 教学目的： 掌握机泵、压缩机运转过程中流量的测量方法和相应流量仪表的使用条件、使用方法；由此判断机泵、压缩机运转过程是否正常。 教具及参考书：《机组控制技术》教材、多媒体课件、流量测量仪表演示实验。 讲授过程：（课程内容、教学环节） 教学环节设计: （1）讲新课。 （2）师生共同完成“流量测量演示实验” （3）小结 （4）作业。 教学内容： 3 流量检测及仪表 流量检测的基本概念 3.1 差压式流量变送器（教学重点） 课程类型： 理论课+演示实验 重点、难点和智能培养： 重点： 差压式流量变送器的正确应用。 技能培养： （1）学会差压式流量变送器的正确应用。 （2）现场巡岗时，会用差压式流量变送器输出信号与操作间同一记录值相比较，判断机泵、压缩机运转过程是否正常。 作业： 一、选择题（选择正确的答案，将相应的字母添入题内的括号中。） 1．节流装置在管道上安装时，如果将方向装反是，会造成（ ）。 （A）差压计倒指示 （B）差压计指示变大 （C）差压计指示变小 （D）对差压计无影响 2．差压式流量计测流量时，正常生产时指示值便低，则原因可能是（ ）。 （A）正压侧引管堵 （B）负压侧引管堵 （C）平衡阀全开 （D）平衡阀全闭 二、原来测量水的差压式流量计，现在用来测量相同测量范围的油的流量，读数是否正确?为什么? 课后记： 师生共同完成“流量测量演示实验”， 使学生对重点教学内容掌握的更好。 3 流量检测及仪表 （1）流量检测的重要性 机泵、压缩机的出口流量常常是生产装置的负荷（设备的处理量），必须进行严格检测和控制。以便为生产操作和控制提供依据。同时，为了进行经济核算，经常需要知道在一段时间（如一班、一天等）内流过的介质总量。所以，介质流量（液体、气体和蒸汽等）是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。 （2）流量检测的基本概念 瞬时流量：瞬时流量一般简称流量，指的是单位时间内流过管道某截面流体的数量。 累积流量：是在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，称为总量。 质量流量M：以单位时间内流过的流体的质量流量和总量又都体积流量Q： 以体积表示 。 体积流量与质量流量的关系为： 或 式中 ρ——流体密度。 流量单位： 流量的国际单位是千克/秒（kg/s）、立方米/秒（m3/s）。此外，常用的还有吨/小时（t/h）、千克/小时（kg/h）、立方米/小时（m3/h）等；总量的国际单位是千克（kg）、立方米（m3）。此外，常用的总量单位还有吨（t）。 测量流量的仪表称为流量计或流量表；测量总量的仪表一般叫计量表。 3.1 差压式流量变送器（教学重点） 差压式（也称节流式）流量变送器是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目前生产中测量流量最成熟，最常用的方法之一。通常是由节流装置产生的压差信号，通过差压流量变送器转换成相应的标准电信号，以供显示、记录或控制用。 节流装置测量流量的基本原理 节流装置包括节流元件和取压装置，节流件是能使管道中的流体产生局部收缩的元件，机组控制常用的是孔板、文丘里管。如图3-1所示。下面以孔板为例说明节流装置测量流量的基本原理。 （1）节流现象 具有一定能量的流体，才可能在管道中形成流动状态。流动流体的能量有两种形式，即静压能和动能。流体由于有压力而具有静压能，又由于流体有流动速度而具有动能。这两种形式的能量在一定的条件下可以互相转化。但是，根据能量守衡定律，流体所具有的静压能和动能，再加上克服流动阻力的能量损失，在没有外加能量的情况下，其总和是不变的。图3-1表示在孔板前后流体的速度与压力的分布情况。流体在管道截面I前，以一定的流速v1流动。此时静压力为。在接近节流装置时，由于遇到节流装置的阻挡，使靠近管壁处的流体受到节流装置的阻挡作用最大，因而使一部分动能转换为静压能，出现了节流装置入口端面靠近管壁处的流体静压力提高，并且比管道中心处的压力要大，即在节流装置入口端面处产生一径向压差。这一径向压差使流体产生径向附加速度，从而使靠近管壁处的流体质点的流向就与管道中心轴线相倾斜，形成了流速的收缩运动。由于惯性作用，流速的最小截面并不在孔板的孔处，而是经过孔板后仍继续收缩，到截面Ⅱ处达到最小，这时流速最大，达到v2，随后流速又逐渐扩大，至截面III后完全恢复原流速，并降低到原来的数值，即v3=