1、會計學1流量測量技術流量測量技術2 在工農業生產和科學研究試驗中，流量都是一個很重要的參數。例如，在石油化工生產過程自動檢測和控制中、對物料總量的計量、能源管理和經濟核算等。 流量檢測儀表是發展生產、節約能源、提高經濟效益和管理水平的重要工具。第1頁/共108頁3大型化工企業中，流量是控制工藝過程和保證產品質量的關鍵因素。第2頁/共108頁48.1 流量和流量計8.3 流量標準裝置8.2 流量測量儀表第3頁/共108頁流量和流量計1流體的物理性質與管流基礎知識2流量測量方法與流量儀表的分類35第4頁/共108頁AudtdVtVqtv0limAudtdMtMqtm0lim6體積流量質量流量第5頁

2、/共108頁AdAuAquAv7平均流速累積流量vmqAuqdtqQtvvdtqQtmm體積流量和質量流量關系第6頁/共108頁8dydvAF牛頓流體非牛頓流體第7頁/共108頁PVVk19TVV1第8頁/共108頁10第9頁/共108頁2max1Rruuxx11nxxRruu/1max1圓管內的流速分布第10頁/共108頁12第11頁/共108頁132222222111upgZupgZg：重力加速度； Z1、Z2：截面和相對基準線的高度；P1、P2：截面和上流體的靜壓力；1、2：截面和上流體的平均流速。第12頁/共108頁14動能壓力能勢能+流體能第13頁/共108頁15h1h21v2v1p

3、2p第14頁/共108頁16wghupgZupgZ2222222111第15頁/共108頁17第16頁/共108頁18第17頁/共108頁差壓式流量計1容積式流量計2速度流量計319質量流量計4第18頁/共108頁20第19頁/共108頁211-節流元件 2-引壓管路3-三閥組 4-差壓計 結構簡單，使用壽命長，適應性廣安裝要求嚴格，精度不高 第20頁/共108頁22第21頁/共108頁23流體流經節流件時壓力和流速變化2222222111upup222222221111upgZupgZ2 2221144duDu222111AuAu(1)(2)第22頁/共108頁2421422/11ppDdu

4、21242224/11ppdDdAuqv質量流量：21242224/11ppdDdAuqm體積流量：不可壓縮流體第23頁/共108頁pdpdCqv2424122425修正后質量流量：修正后體積流量：pdpdCqm24241224式中： Dd /流出系數C只能通過實驗確定，可查表求得。 第24頁/共108頁26通用質量流量：通用體積流量：pdqv242pdqm242考慮到可壓縮流體在節流過程中流體密度變化 1 第25頁/共108頁27第26頁/共108頁28第27頁/共108頁29標準孔板 簡單，加工方便，價格便宜測量精度低，適用于潔凈流體介質，易變性第28頁/共108頁30結構復雜，價格高測量

5、精度高，壽命長，能測量污垢介質第29頁/共108頁31尺寸大，笨重，成本高測量精度高，能測量污垢介質第30頁/共108頁32節流裝置的取壓方式第31頁/共108頁33第32頁/共108頁34第33頁/共108頁35第34頁/共108頁36皮托管結構 總壓和靜壓之差和被測流體的流速有關系 第35頁/共108頁37皮托管測量原理 對于不可壓縮無粘性流體的穩定流動，駐點處流速為：pppu221第36頁/共108頁38pu21多點測量多點測量 平均流速平均流速 流量流量第37頁/共108頁39壓損小，價格低，適用中大管徑測量，潔凈空間和空氣處理領域，可測溫度較高的氣體、有顆粒的氣體，可測較高風速。靜壓

6、可達6bar，溫度最高可到650800，精度0.5%測量風速和風量時能保證2%精度。受流速分布影響大，計算復雜，難以實現在線測量。第38頁/共108頁40 L型皮托管 CLY系列皮托管 第39頁/共108頁pAqv241第40頁/共108頁42結構簡單，便于安裝，價格便宜；準確度和穩定性好；適用于液體，氣體和蒸汽等多種流體以及高溫高壓介質的流量測量。差壓信號較低；不適合臟污，有沉淀物的流體；優點缺點第41頁/共108頁43一體化智能均速管質量流量計 均速管質量流量計 第42頁/共108頁44轉子流量計測量原理1、從下向上逐漸擴大的錐形管；2、置于錐形管中且可以沿管的中心線上 下自由移動的轉子

7、第43頁/共108頁45第44頁/共108頁46轉子流量計測量原理ffffVAgVhDq)(2tan流量與轉子的高度h成近似線性關系第45頁/共108頁47第46頁/共108頁48轉子流量計結構:玻璃管轉子流量計金屬管轉子流量計玻璃轉子流量計 第47頁/共108頁49第48頁/共108頁50塑管轉子流量計 分流式轉子流量計 第49頁/共108頁51v 轉子流量計的刻度轉換轉子流量計的刻度轉換 空氣空氣 - - 氣體流量標定氣體流量標定； 水水 - - 液體流量標定液體流量標定； 測量流量時候，需要按照實際被測介質的密度、溫度測量流量時候，需要按照實際被測介質的密度、溫度、壓力等參數進行刻度修正

8、、壓力等參數進行刻度修正)() (ffvvqqTTppqqvv 液體介質 氣體介質 第50頁/共108頁52 靶式流量計靶的受力 流速靶式流量計第51頁/共108頁53BAukF22FddDkuAqv2122流體對靶的作用力： 管道直徑為D，靶直徑為d，環隙通道面積為A，則流體體積流量： 設： k1DdFDqv21(）則： 第52頁/共108頁54數顯靶式流量計 LKB靶式流量計 第53頁/共108頁55結構簡單，便于安裝；壓力損失小；適用于測量含固體顆粒和粘性較大的流體安裝時候需要必要的直管段；優點缺點第54頁/共108頁56實用計算公式：XXXXpDqv1)1() 1(24222第55頁/

9、共108頁57 第56頁/共108頁58第57頁/共108頁59橢圓齒輪流量計第58頁/共108頁60第59頁/共108頁61第60頁/共108頁62第61頁/共108頁63第62頁/共108頁64第63頁/共108頁65轉子的轉速和流速有關系，需要進行調整第64頁/共108頁66伺服電機轉動的快慢，隨流體入、出口壓力差的大小而改變。第65頁/共108頁67AudtdVtVqtv0lim要求：流量計前后必須有足夠長的直管段或加裝整流器， 使得流速穩定第66頁/共108頁68除了磁電轉換方式，還可以用光電元件，霍爾元件等方式進行轉速測量。第67頁/共108頁69葉片的切向速度：utgusRusR

10、utgn22渦輪轉速第68頁/共108頁70磁電轉換器所產生的脈沖頻率：ZRutgnZf2Z渦輪葉片的數目 體積流量方程：單位體積流量通過磁電轉換器所輸出的脈沖數ffZtgRAuAqv2流量轉換系數與流量的關系圖 第69頁/共108頁71第70頁/共108頁72第71頁/共108頁73第72頁/共108頁74第73頁/共108頁750.281HL第74頁/共108頁duSft76則體積流量為：DdSfdDuAqtv25. 1142 每一列漩渦產生的頻率； u流體流速； d直徑漩渦發生體的特征尺寸； St斯特羅哈爾數； D管道內徑；A在漩渦發生體處的流通截面積。 第75頁/共108頁77圓柱體渦

11、街檢測器原理圖 第76頁/共108頁78三角柱體渦街檢測器原理圖 第77頁/共108頁79第78頁/共108頁80第79頁/共108頁81測量導電流體第80頁/共108頁kEEBDuDqv441282BDuE 基本條件： 均勻磁場；非導磁管道；流速軸對稱分布；流體電導率均勻第81頁/共108頁83電磁流量計的結構第82頁/共108頁84第83頁/共108頁85第84頁/共108頁86主要介紹傳播速度差法和多普勒法第85頁/共108頁ucLt187 通過測量超聲波脈沖在順流和逆流傳播過程中的速度之差來得到到被測流體的流速。tLcu222122cLutttucLt2 時差法第86頁/共108頁01

12、1t022ttft21288 將時間差轉換為超聲波傳播的相位差 相差法超聲波脈沖： s(t)=Asin(t+0)fLcLctLcu422222第87頁/共108頁89測量順流和逆流時超聲脈沖的循環頻率差 頻差法fLu2Luctf111順流時：Luctf221逆流時：Lufff221脈沖循環頻差：第88頁/共108頁90 上述測量獲得的流速u是超聲波傳播途徑上的平均流速，與截面平均流速是不相同的。 流量方程層流時：紊流時：_34uu uDqv24_uku 第89頁/共108頁91 多普勒效應 從發射晶體T發射的超聲波束遇到流體中運動著顆粒或氣泡，再反射回來由接收晶體R接收。 發射信號與接收信號的

13、多普勒頻率偏移與流體流速成正比。可以用于兩相流測量dffcucos21第90頁/共108頁92第91頁/共108頁93第92頁/共108頁941. 在工業生產中，由于物料平衡，熱平衡以及儲存、經濟核算等所需要的都是質量，并非體積；2. 在測量工作中，常需將測出的體積流量，乘以密度換算成質量流量，設備復雜，測量耗時；3. 密度隨溫度、壓力而變化，在溫度、壓力變化比較頻繁的情況下，難以達到測量的目的。 用質量流量計來直接測量質量流量，則無需再進行上述人工換算。 第93頁/共108頁95 1、直接式 2、間接式第94頁/共108頁2vq96一般采用體積流量計和密度計或兩個不同類型的體積流量計組合體積流量計與密度計的組合；體積流量計與體積流量計的組合。節流式流量計與密度計的組合；vq2vqvq第95頁/共108頁97 節流式流量計與密度計組合 靶式流量計節流式流量計第96頁/共108頁98 體積流量計和密度計組合容積式流量計速度式流量計第97頁/共108頁99容積式流量計速度式流量計第98頁/共108頁100 直接檢測與質量流量成比例的量，檢測元件直接反映出質量流量。 直接式質量流量計有兩種：1）熱式質量流量計2）差壓式質量流量計3）科里奧利質量流量計第99頁/共108頁101TcPqpm加熱 流動流體 溫度變化 質量流量變化恒定功率法恒定溫差法第1