流量计功能介绍与运用

3.5流量测量

Flowmeasurement3.5.1概述体积流量：qv质量流量：qm＝ρqv测量流量的仪表称为流量计。13.5.2压差式流量计

Differentialpressureflowmeter较老式的一种，应用比较多。（1）测量原理及节流装置流体流经节流装置，流速提高、静压减小，在节流装置的前后就产生一定的压差，根据节流压差与流量的关系就能求出流量值。核心部件是节流装置，包括节流元件、取压机构和前、后管段。节流元件有孔板、喷嘴和文氏管，已标准化。孔板节流元件用的最多。

高压型2（2）节流装置的流量方程

①方程推导1不可压缩流体的伯努利方程：

2连续性方程：联立伯努利和连续方程可得：

F2(d2)F0(do)P1’P2’流线不能突折F1(d1)3但能够测出的压差为p1－p2，它小于实际的压差p1’－p2’，引进一修正系数：体积流量为：

质量流量为：

它与取压位置及流场分布有关。4质量流量为：则不可压缩流体的体积流量为：5则不可压缩流体的体积流量为：

质量流量为：

对于可压缩流体，节流压力降低，体积要膨胀，密度ρ也要变化，流速变化要按照绝能流动的能量方程来推导。

6②流量公式分析：Flowformula

analysisⅠ流量系数α：

Dischargecoefficient流束的收缩系数μ取决于Re，雷诺数增加，μ减小，但Re到一定值之后，μ不再变化。（梳齿迷宫密封靠流束收缩进一步减小泄漏）压力修正系数ξ与取压位置、流动损失和压力沿截面分布的不均匀性有关。也主要与Re有关。综上，流量系数α在Re足够大时，基本只与m有关。

7（4）压差式流量计的使用

历史长，已标准化、系列化：GB2624-81，ISO5176（我国制造标准GB/T2624-93）。使用范围：连通管径：D＝50～1000mm，测量流量：1.5～100000m3/h，精度：±1～2％。压力损失较大，前端需要较长（～50d）直管段，以均匀截面的参数。

高压型8安装：

Ⅰ节流装置的安装方向，齿尖平面一定要迎着来流，倒坡面背着来流，不能装错。

Ⅱ孔板的锐边要尖锐，圆角rk≤0.004d。（Ⅰ、Ⅱ如同梳齿密封）Ⅲ取压装置的安装等。9其他形式的压差流量计2、锥型流量计ConeFlowmeter1、楔型流量计Wedgeflowmeter103、文文丘里里管流流量计计VenturiFlowmeter4、毕毕托管管流量量计Pitottubeflowmeter113.5.3转子子式流流量计计Rotorflowmeter（实验验室多多用））（1））测量量原理理Measuringprinciple一锥形形管和和一可可上下下的转转子组组成，，外有有保护护管和和框架架。被测流流体流流过锥锥形管管，大大部分分从转转子与与锥管管的环环隙节节流流流过，，小部部分从从转子子的叶叶片流流道流流过，，并产产生压压差，，使转转子受受压差差力与与重力力平衡衡。流体同同时也也推动动转子子高速速自旋旋，产产生陀陀螺效效应，，稳定定浮在在一高高度上上而不不会摆摆动碰碰壁。。转子12当流量量增大大时，，原来来的环环隙面面积产产生更更大的的节流流压差差转子子所受受的压压差浮浮力增增大，，转子子上浮浮，但但锥环环隙增增加，，又使使节流流压差差变小小，转转子就就不继继续上上浮，，而停停留在在高一一些的的平衡衡高度度上。。转子上上升的的高度度与流流量不成正正比关关系，锥管管上有有刻度度。和和流体体的密密度、、粘度度关系系很大大，故故一般般分水水和空空气两两种，，且背背压都都是连连通大大气，，如果果其他他流体体或压压力（（耐压压很低低），，需要要运算算校正正和标标定。。13（2））转子子流量量计的的使用用和特特点形成系系列，，玻璃璃透明明：LZB、G、R、F、FA24系列等等，金金属管管：LZ系列（（指针针型））。密度不不同的的流体体需要要重新标标定，也可可按公公式：ρf－转子材材料的的密度度；ρ1－标定空空气的的密度度；ρ2－被测气气体的的密度度。14（3））金属属壳耐耐压和和远传传式转转子流流量计计转子流流量计计都必必须垂垂直安安装！！远传式式则通通过位位移———电电压转转换机机构转转换成成电信信号。。演示动动画5差动动变压压器示示意图图153.5.4电电磁式式流量量计Electromagneticflowmeter（1））测量量原理理Measuringprinciple当导电电流体体流过过磁极极之间间的绝绝缘管管道时时，相相当于于长度度为管管道内内径的的导体体以流流速v移动切切割磁磁力线线，则则在导导电流流体中中必然然会产产生电电动势势，其其大小小为：：其中：：K———与磁场场分布布及轴轴向长长度有有关的的系数数；B———磁感应应强度度；V———导电液液体平平均流流速；；D———电极间间距（（测量量管内内直径径）；；16电动势势E的方向向为，，大大小与与流量量成正正比。。在管管道的的电场场E方向两两点加加上电电极（（石墨墨等耐耐腐蚀蚀材料料），，将电电动势势引出出测量量，就就可以以得到到流速速v，乘以管管道截截面积积得流流量（（流量量计上上的微微电脑脑芯片片自动动计算算显示示和上上传））：17（2））电磁磁式流流量计计的使使用优点：：不受受其他他因素素影响响，测测量范范围宽宽，可可测强强腐蚀蚀、含含杂质质流体体。无无压降降损失失。结构18补充内内容(介绍绍现用量量很大大的几几类)3.5.5涡街式式流量量计Vortexstreetflowmeter（1））测量量原理理Measuringprinciple在流量量计管管道中中，设设一滞滞流件件，流流体流流经滞滞流件件时，，下游游会产产生两两列不不对称称的旋旋涡，，在滞滞流件件的侧侧后方方分开开，形形成卡卡门（（Karman））旋涡列列———卡门门涡街街，旋旋涡产产生的的频率率f与流量量计管管道中中流体体流速速υ的关系系为：：滞流件件漩涡是是低压压区，，用压压电式式传感感器检检测出出压力力脉冲冲的频频率d———柱形滞滞流件件的直直径（（迎流流宽度度）s———无量纲纲常数数，称称为Strouhal数，与流流体流动状状态的雷诺诺数Re有关。19风大电线声声尖锐。汽汽车后面因因卡门涡街街而必须关关窗。用压电等传传感器测出出漩涡的振振动，上传传给频率电电压转换电电路。直接接用微电脑脑计数，测测频率（不不转换）更更准确。优点：简单单、准确，，阻力小、、寿命长。。对于一种固固定的滞流流件，卡门门涡街得频频率与流速速一一对应应，电脑用用查表或解解析算法就就能算出流流速v。203.5.6超声波波流量计UltrasonicFlowmeter近年来应用用越来越多多。（1）时差差法测量原原理MeasurementprincipleoftimedifferenceA、B两个超声波波换能器：：分装在管线两侧并并相距一定定距离，管管内径为D，超声波行走走路径长L,超声波的传传播方向与与流体的流流动方向夹夹角θ。LvABθDB21A探头发射脉脉冲——顺顺流，附加加在超声波波上的流速速分量为vcosθθ，超声波传播播速度为c+vcosθ，顺流传播时时间t1为：B探头发射脉脉冲——逆逆流，传播播时间t2为：两次超声传传输的时间间差为：得管内流速速为：LvABθDB22用微电脑可可以精确测测出时间差差Δt（微秒级精度度），输入入其他参数数，即可获获得流量值值。智能化测量量。超声波流量量计有固定定式，大部部分是移动动式或手持持式仪表（（电池供电电），加两两个超声波波接收器（（兼发生器器）探头。。为管外非接接触式计量量，测量过过程与管路路的液体无无接触，不不受来自液液体压力、、腐蚀、污污染等诸多多因素的影影响。可以临时建建立测点，，很适用于于输油管道道流量等的的测量。23（2）多普普勒法测量量原理Dopplermeasurementprinciple其中：k为流量系数数，A为管道有效效截面积，，C为液体中声声速，θ为超声波束束与管轴线线的夹角，，f1为超声波发发射频率，，Δf为频率差。。倾斜式收发发探头利用超声波波发射声源源被一个相相对运动介介质（颗粒粒）反射，，反射信号号与发射信信号的频率率差（如同同坐火车停停对面通过过的车鸣笛笛），求得得圆管内液液体的流量量。243.5.7涡轮流流量计TurbineFlowmeter（1）测量量原理Measurementprinciple在流体作用用下，叶轮轮受力旋转转，转速与与平均流速速成正比，，叶轮转动动周期改变变磁电转换换器的磁阻阻。检测线线圈中磁通通随之发生生周期性变变化，产生生周期性感感应电势，，即电脉冲冲信号，经经放大器放放大后，送送至显示仪仪表显示。。TUF的实用流量量方程为：：qv=f/Kf－流量计输出出信号的频频率，Hz；K－流量计的仪仪表系数，，P/m3。253.5.8双转子子流量计Dual-rotorflowmeter腔内有2个个椭圆或腰腰型转子反反向转动，，精确计量量流体的容容积。演示动画6腰轮流量量计269、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。03:44:5503:44:5503:4412/25/20223:44:55AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2203:44:5503:44Dec-2225-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。03:44:5503:44:5503:44Sunday,December25,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2203:44:5503:44:55December25,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。25十十二二月月20223:44:55上上午午03:44:5512月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月223:44上上午12月-2203:44December25,202216、行动出成果果，工作出财财富。。2022/12/253:44:5503:44:5525December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。3:44:55上午3:44上上午03:44:5512月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。03:44:5503:44:5503:4412/25/20223:44:55AM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2203:44:5503:44Dec-2225-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。03:44:5503:44:5503:44Sunday,December25,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2203:44:5503:44:55December25,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。25十十二月20223:44:55上午午03:44:5512月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月223:44上午午12月-2203:44December25,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/253:44:5503:44:5525December202217、空山新雨雨后，天气气晚来秋。。。3:44:55上上午3:44上上午03:44:5512月-229、杨柳散和和风，青山山澹吾虑。。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、阅读一切切好书如同同和过去最最杰出的人人谈话。03:44:5503:44:5503:4412/25/20223:44:55AM11、越是没有有本领的就就越加自命命不凡。12月-2203:44:5503:44Dec-2225-Dec-2212、越是无能的的人，越喜欢欢挑剔别人的的错儿。03:44:5