1、流量測量實驗報告一. 實驗目的1掌握轉子流量計、渦輪流量計、孔板及差壓變送器的原理及使用方法。2掌握二線制變送器與二次儀表的接線方法。3掌握流量積算儀的使用方法。二. 實驗原理流體的流量是化工生產中必須隨時測量、調節和控制的一個重要參數。流量測量儀表種類繁多，差壓式流量計、轉子流量計、渦輪流量計等是常用的流量測量一次儀表。直流電源圖3-1二線制變送器與電流輸入二次儀表接線圖直流電源圖3-2二線制變送器與電壓輸入二次儀表接線圖在化工儀表中大多數變送器的信號傳輸方式都采用土線制”，即只有兩條輸出線，這樣的變送器稱為二線制變送器，它們輸出的是國際標準信號，即直流電流4-20mA（對于氣動儀表空氣壓力

2、為0.02-0.1MPa）。如各種壓力變送器、差壓變送器等。這類二線制變送器與二次儀表相接時，有二種接法。當二次儀表輸入為電流信號時，接法如圖3-1所示；當二次儀表輸入為電壓信號（直流1-5V）時，接法如圖3-2所示。圖中24V直流電源稱為配電電源，目前，常見的智能二次儀表，本身都帶有24V直流電源輸出，專用于二線制變送器的配電。三. 實驗設備1 LZB-15轉子流量計一只。2 CLG-10渦輪流量計一只。3孔板及WS-1151差壓變送器各一只。4WP-L801智能流量積算儀一臺。5化工儀表及自動控制實驗系統一套。四. 實驗步驟（一）用轉子流量計測量流量關閉閥6,全開閥3和閥5，微開閥4,啟動

3、水泵2,由小到大逐漸緩慢調節閥3的開度，觀察轉子的運動狀況，在全量程內讀取并記錄5個流量值以及對應的壓力表的讀數，填入表中。（轉子流量計的量程為160L/h）測量完畢，關閉水泵2,全關閥4和閥5,全開閥3。注意：1啟動水泵時，閥3不能關死，也不要開度太大。2注意電熱鍋爐的水位，不要讓水從鍋爐上面溢出。（二）用渦輪流量變送器測量流量1按圖3-4所示，連接渦輪變送器與流量積算儀，確定接線無誤后接通流量積算儀電源。（渦輪流量計的量程為1500L/h）2設置流量積算儀參數。渦輪變送器圖3-4渦輪流量變送器與流量積算儀接線圖3關閉閥4和閥5,全開閥3,微開閥6,啟動水泵2,由小到大逐漸緩慢調節閥6的開度

4、，通過流量積算儀，在全量程內讀取并記錄5個流量值以及對應壓力表的讀數，填入表中。測量完畢，關閉水泵2,關閉流量積算儀電源。（三）用孔板及差壓變送器測量流量1按圖3-5所示，連接孔板、差壓變送器與流量積算儀，確定接線無誤后接通流量積算儀電源。孔板是流量測量中最常用的節流裝置，流體在孔板中流過時，在孔板兩端產生壓力差，根據流量基本方程式，體積流量為：式中：a-流量系數，&T彭脹校正系數，F°節流裝置的開孔截面積,pi一節流裝置前的流體密度，p胃流裝置前后實際測得的壓力差。可以看出，流量Q與壓力差Ap的平方根成正比。孔板兩端的壓差經引壓導管，通過三閥組接到差壓變送器，差壓變送器可以

5、測量和直接顯示出孔板輸出的差壓，我們使用的差壓變送器的量程為25Kpa。差壓變送器把差壓轉換成標準信號（4-20mA電流）送到流量積算儀，流量積算儀將該信號進行開方處理，通過量程及單位換算，顯示出實際流量。同時流量積算儀的變送輸出端，輸出流量信號，可用于后續處理。直流毫安表顯示的是差壓變送器輸出的電流值2流量積算儀參數設置3全開閥1,微開閥2,啟動水泵1。打開平衡閥a使差壓變送器正、負壓室連通，再打開切斷閥b和閥c,待差壓變送器正負壓室平衡后（即流量顯示為0時），關閉平衡閥a,開始流量測量。由小到大逐漸緩慢調節閥2的開度，記錄孔板輸出的差壓、電流表顯示的電直流毫安表V流、流量積算儀顯示的流量等

6、對應值，并填入表中（在全量程范圍記錄10組數據）。同時22變送輸出O-+4-20mA23J圖3-5孔板、差壓變送器與流量積算儀接線圖觀察孔板、差壓變送器、智能流量積算儀的運行情況，掌握其工作原理及使用方法。差壓變送器停用時，先打開平衡閥，后關閉切斷閥。五. 測量完畢，關閉水泵1,關閉流量積算儀電源。（差壓變送器的量程為25Kpa）實驗注意事項1在沒有了解實驗系統功能、特點及當前所處狀態前不要接通總電源。2在測量過程中，弓I壓管中不能有汽泡，否則會引起測量誤差。實驗數據記錄和實驗數據處理壓力表讀數(MPa)0.1600.1600.1600.1600.160轉子流量計讀數(L/h)54708811

7、6132(二)用渦輪流量變送器測量流量壓力表讀數(MPa)0.1600.1550.1540.1520.148流量(L/h)3026948349841270差壓AP(KPa)1010.511.7512.7514.7515.7516.7517.2518.2519.5電流I(mA)10.611.111.612.313.714.314.815.215.916.6流量Q(L/h)963100010401080116012001233126012901330Q/VZP0.3220.3320.3640.3880.4330.4550.4700.4860.5080.535思考題1通過實驗數據，說明孔板前后差壓與

8、孔板中流量之間的關系答：流體在孔板中流過時，在孔板兩端產生壓力差，根據流量基本方程式，體積流量為:式中：a-流量系數，eT彭脹校正系數，F。一節流裝置的開孔截面積，伊一節流裝置前的流體密度，p胃流裝置前后實際測得的壓力差。可以看出，理論上流量Q與壓力差Ap的平方根成正比。由表3的實驗數據中Q/JZ0的值維持在0.3到0.55之間，在實驗誤差范圍內基本保持不變，因此可認為流量Q與壓力差Ap的平方根成正比2簡述轉子流量計、渦輪流量計、孔板等測量流量的優缺點。轉子流量計的優點：轉子流量計使用于小管徑和低流速；轉子流量計可用于較低雷諾數，選用粘度不敏感形狀的轉子，流通環隙處雷諾數只要大于40或500,

9、雷諾數變化流量系數即保持常數，亦即流體粘度變化不影響流量系數；大部分轉子流量計對上游直管段要求不高；轉子流量計有較寬的流量范圍度，一般為10：1，最低為5:1，最高為25:1。流量檢測元件的輸出接近于線性；壓力損失較低。轉子流量計的缺點：使用流體和出廠標定流體不同時，要作流量示值修正；大部分結構轉子流量計只能用于自下向上垂直流的管道安裝；轉子流量計應用局限于中小管徑，普通全流型轉子流量計不能用于大管徑。(1) 渦輪流量計的優點：渦輪流量計是一種速度式儀表，它具有精度高，重復性好，元零點漂移，抗干擾能力好，結構簡單，運動部件少，耐高壓，測量范圍寬，體積小，重量輕，壓力損失小，維修方便等優點，用于封閉管道中測量低粘度氣體的體積流量和總量。渦輪流量計的缺點：不能長期保持校準特性，流體物性對流量特性有較大影響。(2) 孔板流量計的優點：標準節流件是全用的，并得到了國際標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量計中亦是唯一的；：結構易于復制，簡單、牢固、性能穩定可靠、價格低廉；應用范圍廣，包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流，一般生產過程的管徑、工作狀態(溫度、壓力)皆有產品；:檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產，便與專業化規模生產。孔板流量計的缺點：測量的重復性、精確度在流量計中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯綜復雜，精確度難于提