第8章流量測量技術(shù)(已修改)
2025-08-01 13:08 本頁面
【正文】 第 8章 流量測量技術(shù) ? 流量測量的基礎(chǔ)知識 ? 流量測量儀表 ? 流量標(biāo)準(zhǔn)裝臵 流量測量技術(shù)和儀表的應(yīng)用領(lǐng)域 工業(yè)生產(chǎn)過程 能源計量 一次能源（煤炭、原油、瓦斯氣、石油氣、天然氣 ） 二次能源（電力、焦炭、煤氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及含能工質(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等 生物技術(shù) 交通運(yùn)輸 環(huán)保工程 空氣污染 (煙廢氣排放 )、水污染 管道輸送 流量測量的基礎(chǔ)知識 ? ? 流體的物理性質(zhì)與管流基礎(chǔ)知識 ? 流量測量方法與流量儀表的分類 V 體積； M質(zhì)量； t時間； A截面面積； ρ流體密度 ? 流量的概念和單位 ?流體的流量是指在短暫時間內(nèi)流過某一流通截面的流體數(shù)量與通過時間之比，該時間足夠短以致可認(rèn)為在此期間的流動是穩(wěn)定的。此流量又稱瞬時流量。 ?流體數(shù)量以體積表示稱為體積流量，流體數(shù)量以質(zhì)量表示稱為質(zhì)量流量。 單位： m3/s 單位： Kg/s 平均流速 ： ? 流體在流過截面上各點(diǎn)的流速。 體積流量和質(zhì)量流量關(guān)系： ? 累計流量 ?在某段時間內(nèi)流體通過的體積或質(zhì)量總量稱為累積流量或流過總量，它是體積流量或質(zhì)量流量在該段時間中的積分，表示為： 單位： m3 單位： Kg 流體的物理性質(zhì)與管流基礎(chǔ)知識 1. 流體的密度 2. 流體粘度 3. 流體的壓縮系數(shù)和膨脹系數(shù) 4. 雷諾數(shù) 雷諾數(shù)是流體流動的慣性力與粘滯力之比 ? 雷諾數(shù)小，意味著流體流動時各質(zhì)點(diǎn)間的粘性力占主要地位，流體各質(zhì)點(diǎn)平行于管路內(nèi)壁有規(guī)則地流動，呈層流流動狀態(tài)。雷諾數(shù)大，意味著慣性力占主要地位，流體呈紊流流動狀態(tài)，一般管道雷諾數(shù) Re＜ 2022為層流狀態(tài)， Re＞ 4000為紊流狀態(tài)， Re＝ 2022～ 4000為過渡狀態(tài)。 ? 在不同的流動狀態(tài)下，流體的運(yùn)動規(guī)律．流速的分布等都是不同的，因而管道內(nèi)流體的平均流速υ與最大流速 υmax的比值也是不同的。因此雷諾數(shù)的大小決定了粘性流體的流動特性。 研究具有圓形截面的管內(nèi)流動情況，當(dāng)管內(nèi)流體為層流狀態(tài)時，沿半徑方向上的流速分布可用下式表示 ： — 距管中心距離 處的流速； — 管中心處最大流速； — 距管中心徑向距離； — 管內(nèi)半徑。 當(dāng)管內(nèi)流體為紊流狀態(tài)時，沿半徑方向上的流速分布為 ： n— 隨流體雷諾數(shù)不同而變化的系數(shù) 圓管內(nèi)的流速分布 通過測流速求流量的流量計一般是檢測出平均流速然后求得流量。 對于層流，平均流速是管中心最大流速的 倍 ( )； 紊流時的平均流速與值有關(guān)： 表 81 雷諾數(shù)與 n的關(guān)系 7. 流體流動的連續(xù)性方程和伯努利方程 (1)連續(xù)性方程 任取一管段，設(shè)截面 Ⅰ 、截面 Ⅱ 處的面積、流體密度和截面上流體的平均流速分別為 A 、 和A 、 。 = (2) 伯努利方程 當(dāng)理想流體在重力作用下在管內(nèi)定常流動時，對于管道中任意兩個截面 Ⅰ 和 Ⅱ 有如下關(guān)系式（伯努利方程）： :重力加速度； :截面 Ⅰ 和 Ⅱ 相對基準(zhǔn)線的高度； :截面 Ⅰ 和 Ⅱ 上流體的靜壓力； :截面 Ⅰ 和 Ⅱ 上流體的平均流速。 實(shí)際流體具有粘性，在流動過程中要克服流體 與管壁以及流體內(nèi)部的相互摩擦阻力而作功，這將使流體的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散。因此，實(shí)際流體的伯努利方程可寫為： — 截面 Ⅰ 和 Ⅱ 之間單位質(zhì)量實(shí)際流體流動 產(chǎn)生的能量損失。 流量測量方法與流量儀表的分類 1. 流量測量方法 流量測量方法大致可以歸納為以下幾類： (1)利用伯努利方程原理，通過測量流體差壓信號來反映流量的差壓式流量測量法； (2)通過直接測量流體流速來得出流量的速度式流量測量法； (3)利用標(biāo)準(zhǔn)小容積來連續(xù)測量流量的容積式測量； (4)以測量流體質(zhì)量流量為目的的質(zhì)量流量測量法。 ? 2。流量計的分類 ?體積流量計 ?差壓式流量計 ?利用伯努利方程原理，通過測量流體差壓信號 ?容積式流量計 ?利用標(biāo)準(zhǔn)小容積來連續(xù)測量流量 ?速度式流量計 ?直接測量流體流速來得出流量 ?質(zhì)量流量計 ?推導(dǎo)式質(zhì)量流量計 ?直接式質(zhì)量流量計 類 別 工作原理 測量精度％ 體積流量計 差壓 流量式 流體流過通管道中的阻力件時產(chǎn)生的壓力差與流量之間有確定關(guān)系，通過測量差壓值求得流量 177。 1～ 2 177。 1 177。 2 177。 1～ 4 177。 ～ 5 容流積量式計 直接對儀表排出的定量流體計數(shù)確定流量 177。 ～ 177。 速流 度量 式計 通過測量管道截面上流體平均流速來測量流量 177。 ～ 177。 ～ 1 177。 ～ 177。 1 直 接 式 直接檢測與質(zhì)量流量成比例的量來質(zhì)量流量 177。 1 177。 ～ 2 177。 間 接 式 同時測體積流量和流體密度來計算質(zhì)量流量 177。 體 積 流 量 計 質(zhì) 量 流 量 計 3. 流量儀表的主要技術(shù)參數(shù) 特性 1：流量范圍及量程比 流量計的流量范圍指可測最大流量和最小流量所限定的范圍。在這個范圍內(nèi)，儀表在正常使用條件下示值誤差不超過最大允許誤差。 最大流量與最小流量的比值稱為 量程比 ，一般表達(dá)為某數(shù)與 1 之比，流量計 量程比 的大小受儀表的原理與結(jié)構(gòu)所限制。 特性 2：測量精確度和誤差 流量計的精確度用誤差表示。流量計在出廠時均要進(jìn)行標(biāo)定，儀表所標(biāo)出的精確度為基本誤差。 在現(xiàn)場使用中由于偏離標(biāo)定條件會帶來附加誤差 . 流量計的實(shí)際測量精確度為基本誤差與附加誤差的合成，這種合成的估算很復(fù)雜，可以參照有關(guān)規(guī)定計算。 流量儀表的精度等級是根據(jù)允許誤差的大小來劃分的，其精度等級有： 、 、 、
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