第三章 流量检测方法及仪表要点

节流元件附近流速和压力分布情况
流量检测方法及仪表
流量基本方程式
根据流体力学的伯努力方程和流体的连续性方程，可以推导出流量与压差之间 的流量方程式，即 体积流量 质量流量
式中 α——流量系数
Q F0 2p /
F0 2p
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腰轮流量计
测量原理
计量室体积 体积流量
V 4nV 0
腰轮转速
腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积的计量
室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。
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腰轮流量计 体的体积流量。
腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表，用以测量封闭管中流
就地显示累积流量，并有远传输出接口，与相应的光电式电脉冲 转换器和流量积算仪配套，可进行远程测量，显示和控制。 精度高，重复性好，范围度大，对流量计前后直管段要求不高。 适用较高粘度流体，流体粘度变化对示值影响较小。 适用无腐蚀性能的流体，如原油，石油制品(柴油,润滑油等)。 缺点: (1)被测介质中不能含有固体颗粒,不能夹杂机械物 (2)使用温度有一定的要求,温度过高,易卡死 腰轮流量计 (3)结构复杂,加工成本高,使用不当,或时间过久,易发生泄漏
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流量检测的基本概念
瞬时流量－单位时间内流体通过一定截面积的数量。
体积流量－用流体的体积来表示（Q），单位为m3/h。 质量流量－用流量的质量来表示（M），单位为kg/h。 累积流量 一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值
累积体积流量
Q总 Qdt
0
t
累积质量流量
M 总 M dt
0
t
流量计量－对在一定通道内流动流体的流量进行测量。 流量测量的任务： 根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件， 研究各种相应的测量方法，并保证流量值的正确传递。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
体积流量的测量方法
（1）容积法： 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。 椭圆齿轮流量计、旋转活塞式流量计和刮板流量计。 受流体的流动状态影响小，适用于测量高粘度、低雷诺数的流体。 （2）速度法： 这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得流体的体积 流量。 较宽的使用条件，可用于各种工况下的流体的流量检测，利用平均流 速计算流量，管路条件的影响大，流动产生涡流以及截面上流速分布不对 称等都会给测量带来误差。
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差压式流量计分类表
分类原则 按产生差压 的作用原理 分类 按结构形式 分类 分 类 类 型
1）节流式；2）动压头式；3）水力阻力式；4）离心式；5） 动压增益式；6）射流式 1）标准孔板；2）标准喷嘴；3）经典文丘里管；4）文丘里 喷嘴；5）锥形入口孔板；6）1/4圆孔板；7）圆缺孔板；8） 偏心孔板；9）楔形孔板；10）整体（内藏）孔板；11）线性 孔板；12）环形孔板；13）道尔管；14）罗洛斯管；15）弯 管；16）可换孔板节流装置；17）临界流节流装置 1）标准节流装置；2）低雷诺数节流装置；3）脏污流节流装 置；4）低压损节流装置；5）小管径节流装置；6）宽范围度 节流装置；7）临界流节流装置；
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质量流量的测量方法
（1）直接法：
利用检测元件，使输出信号直接反映质量流量。 利用孔板和定量泵组合实现的差压式检测方法；
利用同轴双涡轮组合的角动量式检测方法；
应用麦纳斯效应的检测方法 基于科里奥利力效应的检测方法。
（2）间接法：
用两个检测元件分别测出两个相应参数，通过运算间接获取流体的质量流量。 ①ρqv2检测元件和ρ检测元件的组合；
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差压式流量计
孔板
基于流体流动的节流原理,利用流经节流装置时产生的压力
引压 管
差而实现流量测量的;历史悠久、技术成熟、应用最广泛。
测量对象：流体方面，单相、混相、洁净、脏污； 工作状态：常压、高压、真空、常温、高温、低温； 管径方面：从几毫米到几米；
流动条件：亚音速流、临界流、脉动流
按用途分类
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应用动压能和静压能转换的原理检测流量
检测原理
• 当流体流经管道内的节流件时， 流速将在节流件处形成局部收缩， 因而流速增加，静压力降低，于 是在节流件前后便产生了压差。 流体流量愈大，产生的压差愈大， 这样可依据压差来衡量流量的大 小。 • 基础：流体连续性方程（质量守 恒定律）和伯努利方程（能量守 恒定律）。 • 压差影响因素： 流量、节流装置形式、管道内流 体的物理性质（密度、粘度）
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应用容积法检测流量（椭圆齿轮流量计）
本 节 主 要 内 容
应用动、静压能转换原理检测流量（差压式流量计)
应用改变流通面积的方法检测流量(转子流量计) 应用电磁感应原理检测流量(电磁流量计) 应用有规则的漩涡剥离现象测量流体流量(漩涡流量计) 应用叶轮的转动测流量(涡轮流量计) 质量流量计的测量方法(直接式和间接式的测量)
②qv检测元件和ρ检测元件的组合；
③ ρqv2检测元件和qv检测元件的组合。
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应用容积法检测流量
测量原理 单位时间内所排出固定容积的数目作为测量依据
设：V0——计量室的容积 n——转子的旋转次数 则
排出的流体总量
V nV0
根据转子的形状分为：椭圆齿轮流量计（液体型） 腰轮流量计（气体型和液体） 刮板式流量计（液体型）
差压 计
节流式特点： 结构简单、使用寿命长，适应能力强， 几乎能测量各种工况下的流量。
差压式流量计
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差压式流量计组成
节流装置：安装于管道中产生差压，节流件前后的差压与流量成开方关系。
引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变送器。
差压变送器：产生的差压转换为标准电信号（4-20mA）。
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流量测量技术和仪表的应用领域 工业生产过程 能源计量 一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）
二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、 蒸汽）及含能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等
环保工程 空气污染(烟废气排放 )、水污染 交通运输 管道输送 生物技术
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