流体流量的测量方法 PPT

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流量测量仪表ppt课件

管将差压信号传递给差压变送器，转换成4～
20mA.DC标准信号，经流量显示仪，便显示出管道内
的瞬时和累积流量。

孔板图形
节流装置的取压方式

节流装置的取压方式，孔板有5种，喷嘴只有角接取压和径
距取压两种。
1、角接取压上、下游侧取压孔轴心线与孔板（喷嘴）前后
端面的间距各等于取压直径的一半，因而取压孔穿透处与孔
① 孔板装反，入口阻力减小，相对压差降低，仪
表指示偏低
② 标准节流元件是在流体的紊流工况下工作的。
因为节流装置的流量系数是在典型的紊流流速下取
得的。
③ 节流孔板安装要求一般直管段板前（10）D，
板后（5）D。如果条件具备板前直管段最好（30-50）
D。

④在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板
灌隔离液的差压流量计，在启动前，即在打开孔板取压
阀之前，必须先将平衡阀门切断，一防止隔离液冲走。在
停用时，必须首先切断取压阀门，然后方可打开平衡阀门，
使仪表处于平衡状态。
温度压力补偿

压差式流量计在使用中的测量误差往往来自被测介质中工作状态
的变动、节流装置安装不正确、孔板入口边缘的磨损、节流装置内
差压变送器因零位误差，，指示为2%，则流量的指示误差是
多少？
因为流量和差压的平方根成正比，所以差压为2%时，流量为

Q=√0.02=14.14%
所以流量很小时，由于压差表的误差而引起的流量指示误差
会很大，所以一般规定流量表应在其刻度的30%以上。同时，
应该对差压式流量计进行小信号切除，一般切除5%左右。
玻璃转子流量计

第8章流量测量课件

➢流量的定义
流体在单位时间内通过管道或设备某横截面处的数量。
➢流量的表示方法
质量流量、体积流量、重量流量。
▪若以M表示流体流过一定截面的质量，则质量流量为
qm
dm dt
kg/s
▪若以V表示流体流过一定截面的体积，则体积流量为
qv
dV dt
m 3/s
▪若以G表示流体流过一定截面的重量，则重量流量为
q G
由节流件、取压装置、阻流件、中间管道组成。
中间管道
取压装置
上游第二个阻流件
上游第一个阻流件
节流件
下游第一个阻流件
▪常用节流元件
▪取压方式取压方式有角接取压、法兰取压、D和D/2取压等方式
角接取压
法兰取压
▪节流原理
•流速收缩：沿管道轴向流动的流体，当遇到节流装置时，近壁处的流体由于受到节流装置的阻挡最大，促使流体的一部分动压头转换为静压头，体现在P1的升高。
第五节超声波流量计
假定流体静止的声速为c，流体速度为 v ，顺流时传播速度为 c+v ，逆流时则为c-v。在流道中设置两个超声波发生器 T1 和 T2 ，两个接收器R1和R2，发生器与接收器的间距为l。在不用两个放大器的情况下，声波从T1到R1和T2到R2的时间分别为t1和t2：
dG dt
三者的关系为
kgf s
qm
qv
qG g
➢流量的测量方法可分为直接测量法和间接测量法。
▪直接测量法：用标准容积和标准时间计量后，计算平均流量。
▪间接测量法：通过测量与流量有关的物理量得出流量。
➢间接测量法的常见形式
▪流速法

流体流动流量的测定

转子流量计
（1）构造
是由一段上粗下细旳锥形玻璃管（锥角为4°左右）和管内一种密度不小于被测流体旳固体转子所构成。
流体自玻璃管底部流入，经过转子和管壁之间旳环隙，再从顶部流出。
（2）测量原理
①定性分析
锥形玻璃管旳内截面积A1,转子旳最大截面积Af。
流体以u 流入，由A1减小到A=A1-Af，u 增大，转子上端面旳p0 降低。在转子上、下端面形成压力差，转子被浮起，因环隙面积A=A1-Af自下而上逐渐增大，压力差p1-p0降低，压力差等于重力时，从转子旳悬浮高度直接读取流量数值。
Af
qV Cr A0
2Vf f g
Af
Cr f 转子的形状、Re
一般，当流体经过环隙时旳雷诺数到达一定数值后，对于一定旳转子和流体 Cr=const
思索：转子流量计看成一种孔口A0为逐渐变化旳，转子
上、下方旳压力差相当于孔板流量计旳孔板前后旳压力差旳流量测量设备。
（3）特点 ①恒压差
（4）安装 ①必须确保测量点位于均匀流段。要求测量点旳上
、下游最佳各有50d（d为管径）以上旳直管距离，至少也应在8d-12d 以上。
②必须确保管口截面严格垂直于流动方向。不然，任何偏离都将造成负旳偏差。
③测速管直径d0应不大于管径d 旳1/50，尽量降低
能量损失。
（5）特点
①变压差 ②阻力非常小，忽视不计 ③ 不p 会太大，常采用微差压差计
u
2 2
u12
2 p1 p2
能量损失能够忽视不计吗？ ①因为缩脉位置不定，面积A2不懂得 ②未计算两截面之间旳能量损失
怎么处理？
引入一种校正系数C，同步，因为A0已知，用u0替代 u2。

化工原理课件-流速和流量测定

qv qvo u0 A0 C0 A0
2 p1 p0

若采用正U型管压差计测量压差则：
u
u0 C0
2i gR

qv C0 A0
2i gR

缩脉
1
2
3
0
0
1
2
3
R
孔板流量计
C0与哪些因素有关？ C0 主要取决于管道流动的 Re1 和面积比m 、测压方式、孔口形状、加
压差计读数反映冲压能与静压能之差，即
p

pB

pA
( pA

u
2 A
)

pA

u
2 A
2 2
则有
uA
2p

若U型管压差计的读数为R，指示液的密度为ρi ，流体的密度为ρ，则根据静力学基本方程，可得
uA
2gR(i )
当被测的流体为气体时，上式可化简为
uA
转子流量计体积流量
qv CR A0
2( f )Vf g Af
（1）特点：恒压差、变截面——截面式流量计
（2）刻度换算：标定流体： 20℃水（＝1000kg/m3 ） 20℃、101.3kPa下空气（＝1.2kg/m3）
CR相同,同刻度时:
qvB A( f B ) qvA B ( f A)
工光洁度、孔板厚度，管壁粗糙度
也对C0有影响。对以上情况都规定的标准孔板， C0 = f(Red , m)，其
关系由实验测定。
Red

du1
不是Re0

d0u0
如图所示为标准孔板的C0曲线，

流量测量及仪表课件

解：因为流量与节流装前后的差压成正比，即有节流公式qX=k（△pX）1/2 设qm=100t/h，△pm=40kPa。则由节流公式得 △pX=10 kPa时， q10=100*（10/40）1/2=50.0(t/h) △pX=20 kPa时，q20=100*（20/40）1/2=70.7(t/h) △pX=30 kPa时， q30=100*（30/40）1/2=86.6(t/h) 答：略。
标准节流装置的配套仪表双波纹管差压计膜盒式差压计差压变送器
差压计一般都装有五只阀门，其中两只作隔离阀，一只作平衡阀，打开平衡阀可检查差压计的零点，另两只是用于冲洗信号管路和现场校验差压计
3．差压计信号管路的安装
(1)测量液体流量的信号管路气体收集器 (2)测量蒸汽流量时的信号管路凝结容器 (3)测量气体流量时的信号管路集水器
三、差压式流量计的组成和标准节流装置
标准节流装置只适用于测量直径大于50mm的圆形截面管道中的单相、均质流体的流量。要求流体充满管道，在节流件前后一定距离内不发生流体相变或析出杂质现象；流速小于音速；流动属于非脉动流；流体在流过节流件前，其流束与管道轴线平行，不得有旋转流。
流量测量及仪表
第一节流量测量概述
一、流量的概念及单位 1．流量测量的意义：安全性、经济性 2．流量的概念瞬时流量累积流量平均流量质量流量体积流量
流量是流体在单位时间内通过管道或设备某横截面处的数量。
➢ 质量流量：是单位时间内通过的流体质量，用qm表示，单位为kg/s。
四、节流装置的设计和计算
（1）设计命题已知管道内径及现场布置情况，已知流体的性质
和工作参数，给出流量测量范围，标准节流装置。为此要进行以下几个方面的工作：选择节流件型式，选择差压计型式及量程范围；计算确定节流件开孔尺寸，提出加工要求；建议节流件在管道上的安装位置；估算流量测量误差。

流量计专业知识ppt课件

流量计的维护与保养
01
02
03
04
定期检查
定期检查流量计的运行状态、管道连接和电气线路，确保正
常工作。
清洁保养
定期清洗流量计内部和管道，保持测量精度和稳定性。
校准与标定
定期对流量计进行校准和标定，确保测量准确性和可靠性。
更换磨损件
及时更换流量计的磨损件，延长使用寿命和保证测量精度。
01
流量计的校准与检测
流量计专业知识PPT 课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 流量计概述 • 常见流量计类型 • 流量计的选型与安装 • 流量计的校准与检测 • 流量计的发展趋势与挑战
01
流量计概述
流量计的定义与分类
01
流量计是一种测量流体流量、流速和质量的仪表，广泛应用于工业、能源、环保等领域。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
01
流量计的选型与安装
流量计的选型原则
根据测量介质选择
根据流体种类、状态和测量要求选择合适的流量计类型。
根据流体压力和温度选择
考虑流体压力和温度对流量计的影响，选择适合的流量计。
根据测量精度要求选择
根据对测量精度的要求，选择高精度或一般精度的流量计。
根据经济性选择
在满足测量要求的前提下，选择性价比高的流量计。
01
02
03
工业生产
用于监测和控制生产过程中的流体流量，提高生产效率和产品质量。
能源计量
用于天然气、石油等能源的计量和收费，保障能源的合理利用和交易的公平性。

17流速的流量的测定-PPT课件

1.7.2 孔板流量计
4、流量系数C0
C0的数值通过实验测得。对于测压方式、加工状况、结构尺寸等已定的标准孔板，C0是雷诺数Re与面积比m的函数。
实验测得的C0见图。当Re增大到一定值后，C0不再随Re而变化。实际测量流量时，Re就应在这一范围。
流量系数C0的范围一般在0.6～ 0.7之间。
u 0 C 0 2 g R ( ) i

根据u0即可计算流体的流量：
q q u A C A V V 0 0 0 0 0 2 g R ( ) i

C0称为流量系数。C0与面积比、阻力损失、孔口形态、测压方式、加工光洁度、孔板厚度、管壁粗糙度和雷诺准数Re有关。只有在C0确定的情况下，才能计算出实际的流量。
作原理。
1.7.1 毕托管
毕托管的测速原理
毕托管又称测速管，如图所示。考察从图中A点到B点的流线，由于 B点的速度为零，B点的总势能等于
A点的势能与动能之和。B点称为驻
点，利用驻点B与A点的势能差可以测得管中的流速。在A、B两点间列
机械能衡算式
2 p u p A A B gz gz A 2
1.7 流速和流量的测定
1.7.1 毕托管 1.7.2 孔板流量计 1.7.3 文丘里流量计
1.7.4 转子流量计
流速和流量的测定
化工中流量测定的方法很多，原理各不相同。常见的流量计有涡轮流量计、毕托管、孔板流量计，文丘里流量计和转子流量计。
本节以流体运动的守恒原理为基础的三种测定装置的工
1.7.1 毕托管
毕托管的测速原理-能量衡算
测速管安装在管路中，A、B两点在同一水平内，于是

流体流量的测量方法

对于工业圆管，一般Rel=1000~105。对于工业测量，可认为St基本不变。体积流量： D 2
qV 4 v
v 为无柱体处管内截面平均流速；
D为管道直径。
由连续性原理得： A V v Av AV 、A分别为柱体、无柱体处流通截面积。截面比 m AV v
A v
对于直径为D的圆管有：
•
•
质量流量： qm
qV 容积流量：
dm dt
(kg/s)
(m 3 /s)
dV dt
qm qV
• 对于气体流量，常将测得的体积流量qV换算成标准状态下的体积流量qVn，称为标准体积流量（m3/s）。
迄今为止，存在流量测量的准确度较低、流量计通用性差等问题。产生的原因有： 1）流动状态的多样性。如，层流、紊流；旋转流、脉动流等。 2）流体性质的多样性。如，流体粘度的差别；单相流体与多相流体的区别等等。由于这些物性会影响流动状态，在流量测量中必须加以修正，但又很难精确。
为了使K确定，需要形成典型的层流或紊流分布。速度式流量计的特点：要求在流量计前后有足够长的直管道。
1 漩涡流量计
1）测量原理在流体中垂直于流向插入一根有对称形状的非流线型柱体。该柱体即成为一个漩涡发生体。当流速大于一定值时，在柱体的下游形成“卡门涡街”。
当h/L=0.281时，“卡门涡街”是稳定的。此时，单侧的漩涡产生频率f与柱体两侧的流速 v有以下关系： f=St· v/l， v=f· l/St 式中 St－斯特劳哈尔数，无量纲。是以柱体特征尺寸l计算流体Rel的函数。Rel在500～ 1.5×105范围内，St基本不变。注意，f只与流速有关，而与流体的物性无关。
3）管路系统的多样性。如，管壁光滑与粗糙情况不同；管道截面积大小不同；管道的直与弯曲的区别等等，都会影响流动状态。因此，应针对被测对象（流体和管路）的实际情况选择合适的流量计。使用时，应认真了解流量计的工作原理和充分满足技术要求。否则很难达到预期的准确度。

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1．标准节流件 • 标准孔板 • 标准喷嘴
• 标准孔板
d>=12.5mm
0.2 0.75
E=0.02~0.05D e=0.005~0.02D 50mm D 1000mm
0.2 0.75
• 标准喷嘴
圆弧形的收缩部分和圆筒形的喉部组成
• 标准孔板和标准喷嘴性能比较：
一、节流变压降式流量计
• 测量系统组成：
压力
压力
流量信号
信号
压信号
ΔP
G
节
流
装置
P1、P2
力
信
号管
P1、P2
差
压计
I
流量显示
路
一、节流变压降式流量计
• 流量公式推导： • 设流经水平管道的流体为不可压缩性流体，
并忽略流动阻力损失，对截面1、2写出下列伯努利方程：
p1
v12

p2
第二节差压式流量测量
一、节流变压降式流量计二、标准节流装置三、其他差压式流量计
一、节流变压降式流量计
• 节流测量原理：对于一定形状和尺寸的阻力件，一
定的测压位置和前后直管段，在一定的流体参数情况下，阻力件前后的差压与体积流量之间有一定的函数关系
1：节流装置 2：压力信号传输管 3：差压仪表
• 多普勒法利用流体中固体微粒或气泡对超
声波的散射所产生的多普勒频移来确定流体速度
便携式
一体式标准管段式
手持式
• 特点
1）可安装在管道外壁上，实现不接触测量；
f st v md
qv

4
D2 v

D 2
4st
mdf

kf
三角柱漩涡流量计框图
• 特点：
1）精确度比较高（1%～2%） 2）测量范围宽（量程比10：1或20：1） 3）无可动部件，可靠性高，压损小 4）结构简单牢固，安装维护方便费用较低； 5）适用流体种类多，可适用液体、气体、蒸
气和部分混相流体的流量测量。 • 安装：对直管段要求高
• 特点： 1）无机械惯性，反应灵敏，可测瞬时脉动流量； 2）无可动部件，也无插入管道的阻力件，故压力损失小； 3）可测量具有一定电导率的酸、碱、盐溶液，脏污介质、
腐蚀性介质以及含有固体颗粒（泥浆、矿浆等）悬浊性液固两相流的液体流量；
4）测量范围宽。 • 缺点： 1）被测流体必须是导电的，不能测量气体、蒸汽和石油制
三、电磁流量计
• 测量原理
导电的流体介质在磁场中作垂直方向流动而切割磁力线时，会在管道两边的电极上产生感应电动势
E BDv
qv

4
D2v

D2
4B
E
三、电磁流量计
• 组成变送器——将流速（流量）信号转变为感
应电动势；
转换器——将变送器送来的电压信号放
大，并且线性地转换成标准电信号输出。

4
2 p

d
D
• 流量系数 α与下列因素有关： • 节流件的形式、β 值、雷诺数、管道粗
糙度及取压方式等
• 对于可压缩流体流量公式：
qv

a

4
d2
2 p a 2D2
1
4
2 p
1
qm

a

4
d2
21p

a

4

2D2
21p
• 流量测量的温度压力补偿 • 为什么要进行补偿？

v
2 2
2 2
• 根据流体的连续性方程，有

4
D 2 v1

4
d
' 2v2
流体流经截面2的体积流量为：
qv

4
d '2v2
• ' )4

4
d2
2

(
p1

p2 )
D
存在的问题：
一、节流变压降式流量计
• 流量公式：
qv

a
4
d2
2 p a 2d 2
• 缺点
1）要求流体的清洁度高，不能夹杂物或固体颗粒； 2）不适于测量粘度过大的液体的流量。
4．安装
二、涡街流量计
• 测量原理
在流体中放置一个有对称形状的非流线型阻流体（漩涡发生体）时，从阻流体下游两侧就会交替产生两列有规则的漩涡（卡门涡街）。
在一定的流量范围内漩涡分离的频率与管道内的平均流速成正比，与阻流体的宽度成反比。
• 测量原理与结构利用置于流体中的涡轮的旋转
角速度与流体速度成比例的关系，通过测量涡轮的转速来反映通过管道的体积流量
vtg
r
qv Av
Ztg f 2rA qv kqv
k—仪表常数，由实验标定
• 特点
1）精度较高（0.5%）； 2）测量范围宽,量程比大（qmax/qmin=6～10）； 3）惯性小，响应快（1～50ms）； 4）耐高压，压力损失小； 5）安装检修方便，耐腐蚀，适用流体多；
第四章流量测量
第一节概述
一、基本概念流量（瞬时流量）
质量流量体积流量累积流量
第一节概述
二、流量测量的主要方法和分类
差压式：节流变压降式：孔板喷嘴节流变截面：浮子靶式动压管式：毕托管均速管）
速度式：涡轮式涡街式电磁式超声波式容积式：椭圆齿轮式腰轮式刮板式质量式：科氏力
品等含有大量气体和电导率很低的液体流量；
2）由于测量管内衬里材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质的流量；
3）易受外界电磁干扰的影响。
四、超声波流量计
四、超声波流量计
• 传播时间法：（时差法、相差法、频差法）
根据流体的流速不同，从而超声波传播的速度不同来测量流速的。
四、超声波流量计
二、标准节流装置
• 流体和管道条件:
只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，流体流经节流件前应达到充分紊流，流速为亚音速。
二、标准节流装置
• 组成：标准节流件＋取压装置＋直管段
1－上游侧第二个局部阻力件；2－上游侧第一个局部阻力件 3－节流件；4－下游侧第一个局部阻力件
二、标准节流装置
3．节流件前后的直管段
由局部阻力件形式、节流件类型以及直径比决定。
三、其他差压式流量计
• 皮托管 • 均速管 • 浮子（转子）流量计（恒压降
变截面流量计、变面积流量测量、面积流量测量）
第三节速度式流量测量
一、涡轮流量计二、涡街（漩涡）流量计三、电磁流量计四、超声波流量计
一、涡轮流量计
1）标准孔板比标准喷嘴加工方便、安装容易、省料、造价低； 2）测量高温高压蒸汽或具有腐蚀性流体时，喷嘴较孔板合适； 3）孔板测量误差较喷嘴大，压力损失也比标准喷嘴大。
二、标准节流装置
2．取压方式和取压装置
• 取压方式 • 标准取压装置
1) 角接取压装置 2) 法兰取压装置
二、标准节流装置