热工测量仪表——流体流量的测量方法.ppt

热工测量仪表7.1流量测量概述流量测量仪表的校验与分度在进行流量测量仪表的校验和分度时，瞬时流量的标准是用标准砝码、标准容积和标准时间通过一套标准实验装置来得到的。所谓标准实验装置，也就是能调节流量并使之高度稳定在不同数值上的一套液体或气体循环系统。若能保持系统中流量稳定不变，则可通过准确测量某一段时间和这段时间内通过系统的流体总容积或总质量，由下式求得这时系统中的瞬时体积流量或质量流量的标准值或将流量标准值与安装在系统中的被校仪表指示值对照，就能达到校验和分度被校流量计的目的。图7-1所示为水流量标定系统。该系统用高位水槽来产生压头，并用溢流的方法保持压力恒定，以达到稳定的目的；用与切换机构同步的计时器来测定流体流入计量槽的时间；用标准容积计量槽（或用称重设备）测定V；被校流量计前后必须有足够长的直管段，流量调节由被校流量计后的阀门控制。系统所能达到的雷诺数受高位水槽高度的控制，为了达到更大的雷诺数，有些实验装置用多级稳压罐代替高位溢流水槽做恒压水源。..7.2节流式流量计节流件的形式标准节流装置的适用范围一、标准节流装置1、标准节流件及其取压装置1.1标准孔板1)在各处测得的E值之间的最大差值和各处测得的e值之间的最大差值均不得超过0.001D2)孔板必须与管道轴线垂直安装，其偏差不超过±1度3)若E≤0.02D，则可以不做成的圆锥形出口，这样的孔板适用于测量双向流动的流体，但这时要求下游端面的标粗糙度和边缘尖锐度必须与上游端面的相同；4)孔板加工过程中，不得使用刮刀和砂布进行修刮和打磨。标准孔板的适用范围如下表所示：1.2标准喷嘴1.3角接取压装置1.4法兰取压装置1.5径距取压2、标准节流装置的管道条件2.1节流件前后直管段要求表7-2节流件上游侧的最小直管段长度0.452.2节流装置所用管道的条件β二、标准节流装置的流量公式2.1流动情况和流量公式设流经水平管道的流体为不可压缩性流体，对截面1和截面2可写出伯努利方程：（7-3）和写出流动的连续方程：（7-4）式中C1、C2——截面1、2处流速不均匀，以平均流速代替中心流速计算动能时采用的修正系数与充分发展的紊流，其值大于1，并随Re的正大趋近于1。—节流件的阻力系数。把全部的流体可压缩性对流量系数的影响用一个流束膨胀系数来考虑，流量公式可写为：2.2标准节流装置的流出系数C值及其不确定度标准孔板的C值及其不确定度标准喷嘴（ISA1932喷嘴）的C值及其不确定度2.3标准节流装置的流束膨胀系数及其不确定度标准喷嘴：标准喷嘴的值的百分率不确定度（置信概率为95%）：2.4标准节流装置的压力损失三、标准节流装置的计算（2）已知管道内径以及管路的布置情况，流体的性质和参数值，大致流量范围，要求设计标准节流装置流量测量系统，即要进行下列工作：①选择节流件形式和确定节流件的开孔直径②选择压差计类型及其差压和流量量程的范围③建议节流件在管道上的布置位置④必要时计算流量测量的不确定度。3.2原始资料和辅助计算公式在标准节流装置计算时，由于流量公式中的未知数不止一个，且未知数间有一定的关系，所以通常情况下需用迭代求解，即将流量公式中的已知量重新组合在等号的一边，形成这一问题的“不变量”，将初始假设值引入等号另一边，依次迭代，逐步逼近。3.3计算流程3.4标准节流装置测量结果的不确定度四、非标准节流件及其应用图7－9¼圆弧入口孔板和锥形入口孔板五、节流变压降流量计的显示仪表—差压计由于流量与差压之间为平方关系,因此差压计标尺上的流量分度是不均匀的,在流量较小时相对误差会迅速增大.因此,流量测量范围常限于是1/3(或者1/4)标尺上限流量至标尺上限流量之间.1/3(或1/4)标尺上限流量以下一般不分度.流量测量用差压计与节流装置之间用差压信号管路连接,信号管路按最短的距离敷设,一般总长度不超过50m,主要满足以下条件:1)所传送的差压不因经信号管路而发生变化；2)信号管路要有阀门等必要附件,使得能在主设备运行的条件下冲洗信号管路,现场校验差压计以及在信号管路发生故障的情况下能与主设备隔离；3)信号管路与水平面之间要有不小于1:10的倾斜度,能随时排出气体(对液体,蒸气介质)或冷凝水(对于气体介质)；4)能防止有害物质(如高温介质)进入差压计,在测量腐蚀性介质时要使用隔离容器.如信号管路中介质有凝固或冷冻的可能,要沿信号管路进行保温,甚至采用蒸汽或电加热,但要特别注意防止两信号管路加热不均,或局部汽化造成误差.7.3速度式流量测量方法速度式流量测量方法（续1）速度式流量测量方法（续2）速度式流量测量方法（续3）速度式流量测量方法（续4）速度式流量测量方法（续5）速度式流量测量方法（续6）速度式流量测量方法（续7）速度式流量测量方法（续8）速度式流量测量方法（续9）二．漩涡流量计速度式流量测