自动化技术与仪表 第三章检测仪表 第3.5节流量检测仪表.ppt

3.检测仪表 基本要求 3.5.1概述 流量：是指单位时间内流动介质流经管道（或通道，统称流道）中某截面的数量，也称瞬时流量。 累积流量：在某一段时间内流过的流体总和，即瞬时流量在某一段时间内的累积值，称为累积流量。 体积流量 单位为 质量流量 单位为 2.流量检测方法的分类 （1）体积流量 直接法 （容积法）：直接测出 在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度量，以排出流体固定容积数来计算流量。 椭圆齿轮 腰轮 刮板 旋转活塞 间接法（速度法）： 测量平均流速 节流式 力学 转子 力学 涡轮 力学 电磁 电学 超声波 声学 涡街 力学 热线风速 热学 激光多普勒 光学 （2）质量流量 直接式：检测元件的输出直接反映质量流量。 科里奥利质量流量计 间接式：用两个检测元件分别测出两个相应的参数，通过运算间接获取质量流量。 如：通过测量体积流量和密度来间接测量质量流量。 3.流量检测仪表的分类 3.5.2节流式流量计 节流式（也称差压式）流量计是基于流体流动的节流原理，当流体流经节流元件（阻力件）时，在节流元件两端产生差压，该差压的大小与流量（流速）成正比。 节流过程：流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程，称为节流过程。 节流件：阻力件称为节流件；由此构成的流量计称为节流式流量计。 2.流量方程式的讨论 (1)流量系数а（或流出系数C） 与节流元件形式（m）、取压方式、Re，β，管 道情况等有关。 取压方式 取压方式(即取压点的位置)不同,流量系数不同。 目前主要的取压方式有：角接取压、法兰取压、 取压法 雷诺数 表示流体的流动状态，对于给定的流体和流动条件，它反映了流体的流动速度。 直径比 只要直径比值一定，则流量系数只是雷诺数的函数。 管壁粗糙度 对于标准孔板的流量系数，角接取压法是在相对平均粗糙度K/D≤3．8×10-4的管道中测定的，法兰取压法和 取压法是在K/D≤10×10-4的管道中测定的，其中K是管道内壁绝对平均粗糙度。 (2)可膨胀系数ε (3)节流件的开孔面积 与材料的热膨胀系数λ 管道和孔板的开孔直径一般是在20℃时的值， 当温度发生变化时，其直径也要变化。 孔板： 管道： (4)流体密度ρ 流量方程式中所用的密度是指被测介质在节流元件前的工作状态（温度、压力）下的值。 当工作时,实际流体密度与设计时不同时，应进行修正。 式中在右上角加“′”的符号表示实际工作状态下的密度和流量，无上标“′”的表示设计值或显示值。 （5）压力损失 流体通过节流元件时，一部分能量用来克服摩擦阻力和消耗在节流件后形成涡流上，而通过节流元件流体的静压力并不能完全恢复，可按下式估算： 说明：β越小， 越大 3.标准节流装置 节流装置包括节流件、取压装置和符合要求的前、后直管段。 标准节流件——孔板 标准取压装置 直管段 举例3.8 一台节流式流量计，满量程为10kg/s,当流量为满刻度的65%和30%时，试求流量值在标尺上的相应位置（距离标尺起始点），设标尺的总长度为100mm。 举例3.9 一台节流式流量计，用于测量水蒸气流量，设计时的水蒸气密度为ρ＝8.93kg/m3。但实际使用时被测介质的压力下降，使实际密度减小为8.12kg/m3。试求当流量计读数为8.5kg/s时，实际流量为多少？由于密度变化使流量计指示值产生的相对误差为多少？。 节流式流量计的特点 结构简单，工作可靠 管径D＝50～1000mm 量程比3：1 几乎能测各种工况下的介质， 但不能有脏污物，流体的雷诺数要大于某个临界值。 ③ 测量蒸汽的流量时，要实现上述的基本原则，必须解决蒸汽冷凝液的等液位问题，以消除冷凝液液位的高低对测量精度的影响。常见的接法见图所示。 3.5.3转子流量计 又称恒压降变面积流量计，适用 于中小流量。 1.检测原理 流体在锥形管中自下而上