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文檔簡介

一、概述流量是物料平衡和控制的主要手段第三節流量測量及儀表瞬時流量:單位時間內流過管道某一截面的流體數量大小;累積流量:一段時間內流過管道某一截面的流體數量大小流量單位:按照單位來分體積流量Qv和質量流量Qm;Qv=V·F[m3(L)/h(min)],

V-流體的流動速度;F-管道內流通截面積。Qm=ρ·Qv[t(kg)/h(min)]。一、概述流量計的分類:測量瞬時流量和累計流量的儀表,沒有劃分固定界限。流量計累計機構計量表1.速度式(差壓式、轉子、電磁、渦輪和堰式流量計)管道流通截面積保持一定,流量的變化取決于流速的變化。2.容積式(橢圓齒輪、活塞式流量計)Qv=n·V;

n-單位時間排出次數;V-固定體積(容積);3.質量式(量熱式、角動量式、陀螺式和科里奧利式流量計)Qm=ρ·Qv

;直接式或間接式二差壓式流量計

差壓式流量計是基于流體流動的節流原理,利用節流裝置前后壓差與流量的關系來測流量。差壓式流量計組成:①節流裝置(節流體,前后取壓管)作用:將V→△P②三閥組及引壓管:引壓③差壓計(差壓變送器):△P→信號輸出

特點:使用技術成熟、測量精度1%左右、流量重復性好、標準化;但系統較復雜、維護工作量大、流量范圍窄3:1,適用于50mm--1000mm管徑,壓力損失大,刻度非線性,對安裝要求較高(同心、直管段長)。一、節流原理及流量方程

1、節流現象分析:流體在管內流動時具有動壓能和靜壓能,兩種能量在一定條件下互相轉化,但總和不變。節流裝置是在管道中能使流體產生局部收縮的節流元件和取壓裝置的總稱。節流元件:改變管道中流體流通面積的元件。

節流元件形式:同心圓孔板、偏心孔板、圓缺孔板、錐形入口孔板、1/4圓孔扳、文丘里管、噴嘴、文丘里噴嘴等。

截面Ⅰ:流速V1、靜壓P1’;管壁處動壓能(部分)轉化為靜壓能,靜壓力上升到P1,P1大于流束中心的壓力,因此流束收縮,根據流動連續性方程,流束中心流速增大,而靜壓力逐漸減小(能量守恒),由于慣性作用,流束的最小收縮面積處位于截面Ⅱ,此時V2最大,P2最小;

管道中放置一孔板作為節流元件時,管道中的流體情況如下:然后流體逐漸恢復到充滿全管,壓力恢復到P3,流速為V3(V3=V1),P3<P1摩擦導致壓力損失。節流結果:孔板前后的壓差△P=P1-P2。二、差壓式流量計(節流式)

節流裝置前流體壓力較高,稱為正壓,常以“十”標志;

節流裝置后流體壓力較低,稱為負壓(注意不要與真空度混淆),常以“一”標志。

節流裝置前后壓差的大小與流量有關。管道中流動的流體流量越大,在節流裝置前后產生的壓差也越大,我們只要測出孔板前后兩側壓差的大小,即可表示流量的大小,這就是節流裝置測量流量的基本原理。

值得注意的是:要準確地測量出截面Ⅰ與截面Ⅱ處的壓力是有困難的,這是因為產生最低靜壓力的截面Ⅱ的位置隨著流速的不同會改變的,事先根本無法確定。2.流量基本方程式在I和II截面處,已知流速和壓力分別是V1、V2、P1′、P2′;水平管道:H1=H2;假設是不可壓縮液體:ρ=ρ1=ρ2;-柏努利方程式-連續性方程式F1-管道截面積;F2-流束最小截面積,為了方便取孔板開孔面積F0;2.流量基本方程式(3—23)(3—24)式中α——流量系數;

ε——膨脹校正系數,但對不可壓縮的液體來說,常取ε=1;

F0——節流裝置的開孔截面積;

Δp——節流裝置前后實際測得的壓力差;

ρ1——節流裝置前的流體密度。3.標準節流裝置差壓式流量計,國內外已把最常用的節流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標準化,并稱為“標準節流裝置”。標準化的具體內容包括節流裝置的結構、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。例如.標準孔板對尺寸和公差、光潔度等都有詳細規定。如圖3—19所示,其中d/D應在0.2~0.8之間;最小孔徑應不小于12.5mm;直孔部分的厚度h=(0.005一0.02)D;總厚度H<0.05D;錐面斜角α=300一450等,可參閱設計手冊。標準孔板噴嘴文丘里管3.標準節流裝置我國國家規定的標準節流裝置取壓方法為兩種:即角接取壓法和法蘭取壓法。

角接取壓是在孔板前后兩端面與管壁的夾角處取壓。角接取壓方法可以通過環室或單獨鉆孔結構來實現。目前廣泛采用的是角接取壓法,其次是法蘭取壓法。角接取壓法比較簡便,容易實現環室取壓,測量精度較高。法蘭取壓法結構較簡單,容易裝配,計算也方便,但精度較角接取壓法低些。法蘭取壓法標準節流裝置僅適用于測量管道直徑大于50mm,雷諾數在104~105以上的流體,而且流體應當清潔,充滿全部管道,不發生相變。此外,為保證流體在節流裝置前后為穩定的流動狀態,在節流裝置的上、下游必須配置一定長度的直管段。節流裝置將管道中流體流量的大小轉換為相應的差壓大小,但這個差壓信號還必須由導壓管引出,并傳遞到相應的差壓計,以便顯示出流量的數值。非標準節流裝置a.1/4圓噴嘴b.錐形入口孔板c.圓缺孔板4.差壓變送器差壓變送器與節流裝置配套組成節流式流量計。注意:變送器刻度問題關于流量計的線性化-加裝開方器:欲測參數Qv,獲取信號△P,則根據可求;流量控制系統的測取信號時,必須加開方器,這是對流量值的線性化處理(轉換)措施,否則,流量值將非線性顯示。112439416Qv△PKPam3/h5.差壓式流量計的測量誤差差壓式流量汁的應用廣泛。但是,在現場實際應用時,往往具有比較大的測量誤差,有的甚至高達10%一20%(造成這些誤差是由于使用不當引起的,而不是儀表本身的測量誤差)。下面列舉造成測量誤差的原因,以便在應用中注意。

(1)被測流體工作狀態的變動

(2)節流裝置安裝不正確

(3)孔板入口邊緣的磨損

(4)導壓管安裝不正確,或有堵塞、滲漏現象三、差壓式流量計的使用安裝1、取壓點選擇合理選擇取壓口角度-旋轉孔板測氣體-中軸線以上取壓-無沉淀;測液體-中軸線以下取壓-避開底部。三、差壓式流量計的使用安裝2、測量高溫氣體(如蒸汽)的冷凝液問題:-引壓管內凝液液位高度不同,產生附加壓有誤差。加裝“凝液罐”:A保持凝液液位相等;B隔離高溫氣體與儀表接觸;三、差壓式流量計的使用安裝3、測量腐蝕性流體-防止腐蝕儀表及管線:關于隔離液:密度差要拉開;不相混合

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