【正文】 Vr—— 轉(zhuǎn)子體積； —— 轉(zhuǎn)子材料的密度； rAvF 22 21 ?????gVG rr?? gVF r ??1r?若忽略流體對轉(zhuǎn)子的粘滯摩擦力，則轉(zhuǎn)子在穩(wěn)定流量下受力平衡： 如果被測流體的流量增大，即流速 v 增大時，流體作用力 F2 隨之增大，轉(zhuǎn)子受力失去平衡。 圖 轉(zhuǎn)子流量計的原理示意圖 1— 錐形管； 2— 轉(zhuǎn)子 被測流體由錐管下部進入上部流出。 轉(zhuǎn)子流量計因結(jié)構(gòu)簡單、工作直觀可靠、壓力損失小、維修方便等特點，成為工業(yè)上和實驗室常用的一種流量計。 ⑤引壓管路接至差壓計之前，必須安裝三閥組，以便差壓計的回零檢查及引壓管路沖洗排污用。 ④節(jié)流裝置尤其是孔板，其入口邊緣會由于磨損和腐蝕而變鈍，引起儀表示值偏低。 ②被測流體的實際工作狀態(tài)（溫度、壓力）和流體性質(zhì)（重度、粘度、雷諾數(shù)等）應(yīng)與設(shè)計時一致，否則會造成實際流量值與指示流量值間的誤差。不足之處是測量精度不高，測量范圍較窄（量程比 3： 1~4： 1），要求直管段長，壓力損失較大，刻度為非線性。 ⑨引壓管應(yīng)帶有切斷閥、排污閥、集氣器、集液器、凝液器等必要附件，以備與被測管路隔離維修和沖洗排污用。 ⑦取壓位置：測量液體時取壓點在下方；測量氣體時取壓點在上方；測量蒸汽時，取壓點在中心水平位置。 ⑤節(jié)流裝置前后應(yīng)保證足夠長的直管段。 ③密封墊片，在夾緊后不得突入管道內(nèi)壁。 差壓式流量計的安裝及應(yīng)用 1．差壓式流量計的安裝 ①應(yīng)保證節(jié)流元件前端面與管道軸線垂直。 一體式差壓流量計，將節(jié)流裝置、引壓管、三閥組、差壓變送器直接組裝成一體，現(xiàn)場安裝方便。 （ a）角接取壓 （ c）徑距取壓 圖 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴取壓方式 安裝節(jié)流元件的管道應(yīng)該是直的，截面為圓形；管道內(nèi)壁應(yīng)潔凈；節(jié)流元件前后要有足夠長直管段長度，以使流體穩(wěn)定流動，一般上游側(cè)直管段在 10D~50D之間，下游側(cè)直管段在 5D~8D之間。 （ 3）徑距取壓（ DD/2取壓）在距節(jié)流元件前端面 1D、后端面 D/2處的管道上鉆孔取壓。它又分為環(huán)室取壓和單獨鉆孔取壓兩種方法。 圖 經(jīng)典文丘利管 2．取壓裝置 （ a）角接取壓 （ b）法蘭取壓 （ c）徑距取壓圖 標(biāo)準(zhǔn)孔板取壓方式 （ 1）角接取壓 取壓點分別位于節(jié)流元件前后端面處。 (a)ISA 1932噴嘴 (b)長頸噴嘴 圖 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)文丘里管 壓損較孔板和噴嘴都小，可測量有懸浮固體顆粒的液體，適合大流量氣體流量測量。測量精度較孔板高，加工難度大，價格高，壓損略小于孔板。 圖 標(biāo)準(zhǔn)孔板 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)噴嘴 是一個以管道喉部開孔軸線為中心線的旋轉(zhuǎn)對稱體。 1．標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)孔板 迎流側(cè)是一具有銳利直角入口邊緣的圓柱部分，接著是一段擴大的圓錐體。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件為孔板、噴嘴和文丘里管；取壓方式為角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓。 實用習(xí)慣單位：流量 m3/h，開孔直徑 mm，其它量單位不變，實用流量公式： 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 通常把 ISO5167(GB／ T262493)中所列節(jié)流裝置稱為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，其它節(jié)流裝置稱為非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。 上式各量均用國際單位。 對于實際流體，摩擦阻力損失及可壓縮性的影響，用流出系數(shù) C對上式進行修正。 基本流量方程式 設(shè)在水平管道中作連續(xù)穩(wěn)定流動的理想流體（無粘性，流動時不產(chǎn)生摩擦阻力損失，且不可壓縮），在截面 11到 22之間沒有發(fā)生能量損失。流量愈大，流束的收縮和動、靜壓能的轉(zhuǎn)換也愈顯著，則產(chǎn)生的壓差也愈大。在流束充分恢復(fù)后，靜壓力不能恢復(fù)到原來的數(shù)值。 2222222222111 vvpvp ??? ???? 由于節(jié)流元件造成的流束局部收縮，使管中心流體流速發(fā)生變化，其靜壓力隨之變化。 圖 差壓式流量計的組成 節(jié)流裝置的流量測量原理 流體所具有的靜壓能和動壓能，連同克服流動阻力的能量損失，總和不變能量守恒。測量精度不受流體的溫度、壓力、粘度等變化的影響。 節(jié)流裝置用于產(chǎn)生壓力差；導(dǎo)壓管是連接節(jié)流裝置與差壓計的管線，用來傳導(dǎo)差壓信號；差壓計用來測量壓差信號，并把此壓差轉(zhuǎn)換成流量指示記錄下來。 （ 2）容積式流量計 以流體在流量計內(nèi)連續(xù)通過的標(biāo)準(zhǔn)體積 V0的數(shù)目 N作為測量依據(jù)，根據(jù) V =NV0 進行累積流量的測量。 2．累計流量 累積流量：是指一段時間內(nèi)流經(jīng)某截面的流體數(shù)量的總和，也稱總量。 體積流量可表示為 —— 截面 A上的平均流速?？梢苑謩e用體積流量和質(zhì)量流量來表示。第四章 流量檢測儀表 概述 流量的概念 流量 : 是指流經(jīng)管道或設(shè)備某一截面的流體數(shù)量。 1．瞬時流量 : 單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體數(shù)量稱為瞬時流量。 體積流量：單位時間內(nèi)流過某一截面的流體體積，國際單位為 m3/s，還常用 m3/h、 L/h等單位。 Avqv ?v質(zhì)量流量：是指單位時間內(nèi)流經(jīng)某一截面的流體質(zhì)量，國際單位為kg/s，還常用 t/h、 kg/h等單位。可用體積和質(zhì)量來表示，即： 流量測量儀表的分類 按流量測量原理分類如下： （ 1）速度式流量計 以流體在管道內(nèi)的流動速度作為測量依據(jù)，根據(jù) qv=vA 原理測量流量。 vAρqq vm ????? 21 vtt dtqV ?? 21 mtt dtqM 差壓式流量計 差壓式流量計由節(jié)流裝置、引壓管路和差壓變送器（差壓計）組成。 （ 3）質(zhì)量式流量計 直接利用流體的質(zhì)量流量 qm為測量依據(jù)。例如：質(zhì)量流量計等。可以用伯努利方程表示 因此，當(dāng)流體流速增加、動壓能增加時，其靜壓能下降，靜壓力降低。由于流體流經(jīng)孔板時，產(chǎn)生局部渦流損耗和摩擦阻力損失。節(jié)流元件前后的靜壓差大小與流量有關(guān)。只要測得節(jié)流元件前后的靜壓差大小，即可確定流量，這就是節(jié)流裝置測量流量的基本原理。流體在節(jié)流元件前后兩截面間的伯努利方程和流動連續(xù)性方程： 22222211 vpvp ????? 2211 AvAv ???pv ???21142??pAqv???21124 Dd??β —— 節(jié)流元件開孔直徑與工藝管道之比， Δp —— 節(jié)流元件前后的壓差， △ p＝ p1一 p2。 對于氣體、蒸汽等可壓縮流體，在經(jīng)過節(jié)流裝置時壓力的變化，使流體膨脹，密度變小，用流速膨脹校正系數(shù)系數(shù) ε 對上式進行修正，則 ε —— 流速膨脹校正系數(shù)（無量綱）； ρ —— 節(jié)流裝置前的流體密度， kg/m3； α —— 流量系數(shù)（無量綱）。 ??pACqv???21 24???????pdpACqv?????2421224 41C?? ?????pdqv?? 4/ 6 ????? ?。采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的差壓式流量計，可直接投入使用，而不必進行實驗標(biāo)定。適用條件：工藝管道公稱直徑在 50～ 1000mm之間。孔板對流體造成的壓損較大，一般只適用于潔凈流體的測量。可用于測量溫度和壓力較高的蒸汽、氣體和帶雜質(zhì)的液體流量。要求工藝管徑 D不超過500mm。但制造困難、價格昂貴，不適用于 200mm以下管徑的流量測量，工業(yè)應(yīng)用較少。適用于孔板和噴嘴兩種節(jié)流裝置。 （ 2）法蘭取壓 在距節(jié)流元件前后端面各 1英寸（ ）的位置上垂直鉆孔取壓，僅適用于孔板。適用于孔板和噴嘴。 差壓計 生產(chǎn)中多采用差壓變送器作為差壓式流量計中的差壓計使用，它可將壓差轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號。 非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置常用于特殊環(huán)境和介質(zhì)的流量測量。 ②應(yīng)保證節(jié)流元件的開孔與管道同心。 ④節(jié)流元件的安裝方向不得裝反。 ⑥引壓管路應(yīng)按最短距離敷設(shè)，一般總長度不超過 50m,管徑 10～ 18 mm。 ⑧引壓管沿水平方向敷設(shè)時，應(yīng)有大于 1:10的傾斜度，以便排出氣體（對液體介質(zhì)）或凝液（對氣體介質(zhì)）。 圖 測量液體流量 1— 節(jié)流裝置； 2— 引壓管路； 3— 放空閥；4— 三閥組； 5— 差壓變送器； 6— 儲氣器；7— 切斷閥 圖 測量氣體流量時 1— 節(jié)流裝置； 2— 引壓管路； 3—差壓變送器； 4— 儲液器； 5— 排放閥； 6— 三閥組； 7— 切斷閥 2．差壓式流量計的應(yīng)用 差壓式流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長、測量范圍廣的特點。 使用時應(yīng)注意的問題： ①應(yīng)考慮流量計使用范圍。 ③使用中要保持節(jié)流裝置的清潔。故應(yīng)及時檢查。 轉(zhuǎn)子流量計 轉(zhuǎn)子流量計則特別適合于測量管徑 50mm以下管道的小流量測量。 1．測量原理 轉(zhuǎn)子流量計由垂直錐形玻璃管、可上下自由移動的轉(zhuǎn)子所組成。當(dāng)流體穩(wěn)定地流過轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙時，轉(zhuǎn)子受重力 G；流體對轉(zhuǎn)子的浮力 F粘滯摩擦力；由于轉(zhuǎn)子的節(jié)流作用產(chǎn)生的靜壓差的作用力和流體對轉(zhuǎn)子的沖擊力（動壓力 ): —— 阻力系數(shù)； —— 被測流體密度； v—— 流體在轉(zhuǎn)子與錐管間的環(huán)形截面上的平均流速； Ar—— 轉(zhuǎn)子迎流面的最大橫截面積。轉(zhuǎn)子在向上的合力作用下上升。當(dāng)轉(zhuǎn)子升高到某一高度，使作用在轉(zhuǎn)子上的作用力再次平衡時，轉(zhuǎn)子會在新的位置上穩(wěn)定下來。 當(dāng)流量發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)子進行位置調(diào)整，使流體的流通面積改變，維持流速不變，其轉(zhuǎn)子高度隨之變化。 2．流量方程 轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在某一高度 h時，轉(zhuǎn)子有如下受力平衡關(guān)系： 可求得 rrrr AvgVgV 221 ???? ??rrrAgVv????)(21 ??21 FFG ??環(huán)形流通面積與轉(zhuǎn)子的高度 h有關(guān)。實際應(yīng)用在允許流量范圍內(nèi)基本不變。如果在錐形管外表面沿其高度刻上對應(yīng)的流量值，那么根據(jù)轉(zhuǎn)子所處平衡位置就可以直接讀出流量值大小。對于一定的轉(zhuǎn)子形狀，當(dāng)雷諾數(shù) Re大于其臨界值后，流量系數(shù)接近于常數(shù)。 ?圖 流量系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線圖 1．轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)與分類 按錐管材料可分為透明錐管轉(zhuǎn)子流量計和金屬轉(zhuǎn)子流量