【文章內(nèi)容簡介】 能含有固體粉塵和固體物，在測量臟污流體時(shí)，建議使用清洗流定時(shí)清洗。 2023/4/2 33 ?原理 ： 流體流經(jīng)管道彎頭時(shí)，受角加速度的作用而產(chǎn)生的離心力會在彎頭的內(nèi)半徑與外半徑之間形成 壓差 ，其平方根與流量成正比。 ?流量方程式 ： D為彎頭內(nèi)徑，是入口和出口處直徑的平均值， K為彎管的流量系數(shù)，與其結(jié)構(gòu)參數(shù)和流體流速有關(guān)，需實(shí)驗(yàn)確定 ?特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便，無附加的壓力損失；對介質(zhì)的要求低。 ?缺點(diǎn)：產(chǎn)生的壓差非常小，是未標(biāo)準(zhǔn)化的儀表，只用于特殊的管道條件。 pkDq V ?? ?? 24 2 2023/4/2 34 ?原理 ：其變換元件為一個(gè)形狀簡單的靶（一般是一個(gè)薄圓盤），流體在流動中受到阻力而在靶的前后形成靜壓差，靶上 所受流體的作用力與流速之間存在著一定的關(guān)系 。通過測量作用力可知流速，從而確定流量。 ?流量方程式 ： ?? FddDkvAqaV 2220??? υ 為流體通過環(huán)隙截面的流速； ρ 為流體的密度； F為作用力；Ka為流量系數(shù)，需實(shí)驗(yàn)確定。 ?特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，適于測量高粘度、高臟污的流量。壓力損失大，測量精度不高。 ?標(biāo)定 （干式）：在保證實(shí)驗(yàn)條件下，通過掛重物產(chǎn)生的力代替靶在工作時(shí)所受流體的作用力而進(jìn)行流量計(jì)的標(biāo)定。用此方法還可以進(jìn)行零點(diǎn)和量程的調(diào)整、儀表的校驗(yàn)。 2023/4/2 35 ?原理 ： 也是利用節(jié)流原理測量流體的流量，但它的差壓值基本保持不變，是 通過節(jié)流面積的變化反映流量的大小 ，故又稱恒壓降變截面流量計(jì) ，也有稱作轉(zhuǎn)子流量計(jì)。 ?適用范圍： 可測量液體、氣體等多種介質(zhì)的流量，特別是中小管徑、中小流量和較低雷諾數(shù)的流量測量。（節(jié)流式流量計(jì)在管徑過小時(shí)，節(jié)流裝置未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，常采用浮子式流量計(jì)。） ? 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，對儀表前后直管段長度要求不高，壓力損失小而且恒定，測量范圍比較寬，刻度為線性。浮子流量計(jì)測量精度為177。 2%左右。但儀表測量受被測介質(zhì)的密度、粘度、溫度、壓力、純凈度影響，還受安裝位置的影響。 2023/4/2 36 ?結(jié)構(gòu) ：測量主體由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐管 和一只可以沿錐管軸向上下移動的 浮子 組成。流體由錐管的下端進(jìn)入，經(jīng)過浮子與錐管的環(huán)隙從上端流出。 (1)測量原理及結(jié)構(gòu) ?測量原理 ： 浮子受力 — 重力、流體的浮力和因節(jié)流作用而在浮子上下端面產(chǎn)生差壓形成的上升力。平衡時(shí)，浮子就穩(wěn)定在一定的位置上，流量增大時(shí)，環(huán)形截面中流速增加，上下面的靜壓差增加，浮子向上浮起，在新的位置處，環(huán)形流通截面增大，流速降低，靜壓差減小，達(dá)到新的平衡，平衡位置的高度與所通過的流量有對應(yīng)的關(guān)系，這個(gè)高度就代表流量值的大小 。 2023/4/2 37 根據(jù)浮子在錐管中的受力平衡條件，可以寫出力平衡公式： 式中，△ p為差壓； Af、 Vf分別為浮子的截面積和體積； ρ f、ρ 分別為浮子和流體的密度； g為重力加速度。 式中， A0為環(huán)隙面積，它與浮子高度相 h對應(yīng)； α 為流量系數(shù)。 將此式代入節(jié)流流量方程式： pAq V ?? ?? 20則有： 2023/4/2 38 對于小錐度錐管，近似有 A0=ch， 系數(shù) c與浮子和錐管的幾何形狀及尺寸有關(guān)。流量方程式寫作： ? 此式給出了流量與浮子高度之間的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系近似線性。 ? 流量系數(shù) α 與流體粘度、浮子形式、錐管與浮子的直徑比及流速分布等有關(guān)，每種流量計(jì)有相應(yīng)的界限雷諾數(shù)，在低于此值情況下，α 不再是常數(shù)。流量計(jì)應(yīng)工作在 α 為常數(shù)的范圍，即大于一定的雷諾數(shù)。 ?分類 ： 采用玻璃錐管的 直讀式浮子流量計(jì) 和采用 金屬錐管的遠(yuǎn)傳式浮子流量計(jì) 。 ?直讀式浮子流量計(jì) 主要由玻璃錐管、浮子和支撐結(jié)構(gòu)組成。流量表尺直接刻在錐管上，由浮子位置高度讀出流量值。 ?遠(yuǎn)傳式浮子流量計(jì) 可采用金屬錐形管，它的信號遠(yuǎn)傳方式有電動和氣動兩種類型，測量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將浮子的移動轉(zhuǎn)換為電信號或氣信號進(jìn)行遠(yuǎn)傳及顯示。 圖 614 電遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)工作原理 1浮子 2錐管 3連動桿 4鐵心 5差動線圈 2023/4/2 39 (2)浮子流量計(jì)的使用和安裝 浮子流量計(jì)是一種非通用性儀表，出廠時(shí)需單個(gè)標(biāo)定刻度。測量液體的流量計(jì)用 常溫水標(biāo)定 ，測量其他的浮子流量計(jì)用常溫常壓的空氣標(biāo)定 。在實(shí)際測量時(shí)，如果被測介質(zhì)不是水或空氣，則流量計(jì)的指示值與實(shí)際流量值之間存在差別，因此，要對其進(jìn)行刻度換算修正。 當(dāng)已知被測介質(zhì)的密度何流量測量范圍等參數(shù)后，可以根據(jù)以上公式選擇合適量程的浮子流量計(jì)。 2023/4/2 40 ?對于一般液體介質(zhì) ，當(dāng)溫度和壓力變化時(shí)，流體的粘度變化不會超過 10mPas ， 只需進(jìn)行密度校正。根據(jù)前述流量方程式，可以得到修正式為： 式中 q’ v為被測介質(zhì)的實(shí)際流量； qv0為流量計(jì)標(biāo)定刻度流量；ρ ’ 為被測介質(zhì)密度； ρ 0為標(biāo)定介質(zhì)密度； ρ f為浮子密度。 ρ 0為標(biāo)定狀態(tài)下空氣密度； ρ ’ 為測量時(shí)氣體密度 ?對于氣體介質(zhì) ，由于 ρ f ρ ’ 或 ρ 0，上式可簡化為： 2023/4/2 41 例： 某轉(zhuǎn)子流量計(jì)測二氧化碳?xì)獾牧髁?，測量時(shí)被測氣體的溫度是 40℃ ，壓力是 （ 表壓力），若流量計(jì)的讀數(shù)為 120m3/h， 問實(shí)際流量是多少？ 已知標(biāo)定時(shí)絕對壓力 P=,t=20℃ ，此時(shí)二氧化碳的重度為 , 空氣的重度為 。 kPapkPapTT 31340273 2932027300????????????解： hmTpTpqqVV /0000 ??????????????2023/4/2 42 ?安裝使用前必須核對所須 測量范圍 、 工作壓力 和 介質(zhì)溫度 是否與被選流量計(jì)相符。 如圖 ： ? 儀表應(yīng)垂直安裝在管道上，流體必須自下而上通過流量計(jì)，不應(yīng)有明顯的傾斜。 ? 流量計(jì)前后有截?cái)嚅y，并安裝有旁路管道。儀表投入時(shí)前后閥門要緩慢開啟，投入運(yùn)行后關(guān)閉旁路閥。最佳測量范圍為上限的三分之一到三分之二刻度內(nèi)。 ?當(dāng)被測介質(zhì)的物性常數(shù)（密度、粘度）和狀態(tài)常數(shù)（溫度、壓力）與流量計(jì)標(biāo)定時(shí)不同時(shí)，必須要對指示值進(jìn)行修正。 2023/4/2 43 玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì) 流體入口 流體出口 轉(zhuǎn)子 2023/4/2 44 ?測量原理 ：基于與流體速度有關(guān)的各種物理現(xiàn)象，儀表的輸出與流速有確定的關(guān)系 ，即可知流體的體積流量。種類很多，各有特點(diǎn)和適用范圍。 (turbine flowmeter) 渦輪流量計(jì)是利用安裝在管道中可以自由轉(zhuǎn)動的葉輪 感受流體的速度變化 ，從而測定管道內(nèi)的流體流量。 (1)渦輪流量計(jì)的構(gòu)成和流量方程式 ?結(jié)構(gòu)：如圖 616所示： 流量計(jì)主要由 殼體、導(dǎo)流器、支承、渦輪和磁電轉(zhuǎn)換器組成 ，渦輪是測量元件。 三、 速度式流量計(jì) —— 渦輪 (turbine)流量計(jì)、渦街 (eddy)流量計(jì)、電磁 (electromagic)流量計(jì)、超聲波 (ultrasonic)流量計(jì) 2023/4/2 45 圖 616 渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖 1緊固環(huán) 2殼體 3前導(dǎo)流件 4止推片 5葉輪 6磁電轉(zhuǎn)換器 7軸承 8后導(dǎo)流件 渦輪 ： 測量元件，由導(dǎo)磁系數(shù)較高的不銹鋼材料制成，軸芯上裝有數(shù)片呈螺旋形或直形的葉片，流體作用于葉片，使渦輪轉(zhuǎn)動 殼體和前后導(dǎo)流件 ：由非導(dǎo)磁系數(shù)較高的不銹鋼材料制成，導(dǎo)流件由四片互相垂直的直片組成，用以去掉來流中的旋渦，使流體平行于軸線流動。 軸承 ： 導(dǎo)流件上裝有滾動軸承或滑動軸承，用來支撐轉(zhuǎn)動的渦輪。 磁電轉(zhuǎn)換器 ： 將渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電信號。正對著葉輪，永久磁鐵產(chǎn)生的磁力線穿過線圈中的鐵芯和流量計(jì)的殼體，經(jīng)葉片和空氣而閉合。當(dāng)葉輪在被測流體的推動下轉(zhuǎn)動時(shí)，葉片正對著鐵芯和偏離鐵芯時(shí)磁路的磁阻變化最大，此時(shí)線圈中磁通發(fā)生很大的變化，從而在線圈中感應(yīng)出交變電勢來。電勢的頻率是葉片通過鐵芯處的頻率，與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比，而葉輪的轉(zhuǎn)速與流體的流速成正比。 2023/4/2 46 ?流量方程式 表示為： 式中： qv—— 體積流量； f—— 信號脈沖頻率； ξ —— 儀表常數(shù)，其與渦輪結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，流量較小時(shí)，隨流量的增加而增大，只有達(dá)到一定值時(shí)近似為常數(shù)，在使用范圍內(nèi)應(yīng)保持其為常數(shù)，對每臺流量計(jì)，儀表常數(shù)是用實(shí)際流體標(biāo)定而取得的。 渦輪流量計(jì)的顯示儀表是一個(gè)脈沖頻率測量和計(jì)數(shù)的儀表，根據(jù)單位時(shí)間的脈沖數(shù)和一段時(shí)間的脈沖數(shù)，分別顯示瞬時(shí)流量和累積流量。 2023/4/2 47