8熱工測(cè)試技術(shù)-流量測(cè)量課件

第八章、流量測(cè)量熱工測(cè)試技術(shù)本章學(xué)習(xí)要求：1.流量的概念2.流量計(jì)的類型及選用3.幾種常用流量計(jì)的原理第八章、流量測(cè)量熱工測(cè)試技術(shù)本章學(xué)習(xí)要求：1.流量的概念8.1概述

第八章、流量測(cè)量

流量的概念流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的體積或質(zhì)量，前者稱體積流量（m3/s)，后者稱質(zhì)量流量(kg/s)。如果在截面上速度分布是均勻的，則：8.1概述第八章、流量測(cè)量流量的概念如果在截面上速8.1流量測(cè)量

流過(guò)管道某截面的流體的速度在截面上各處不可能是均勻的，假定在這個(gè)截面上某一微小單元面積上dAF速度是均勻的，流過(guò)該單元面積上的體積流量為整個(gè)截面上的流量qv為8.1流量測(cè)量流過(guò)管道某截面的流體的速度在截面上各處不可8.1流量測(cè)量

測(cè)量某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體總量，即瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分，稱之累計(jì)流量。表示和比較流量大小時(shí)，必須注意單位和量綱的統(tǒng)一。體積流量要標(biāo)明相應(yīng)的流體狀態(tài)（溫度、壓力）8.1流量測(cè)量測(cè)量某一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的流體總量，即瞬時(shí)流量8.1流量測(cè)量

二.流量計(jì)的類型用來(lái)測(cè)量流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)或流量表。測(cè)量總量的儀表稱為流體計(jì)量表或總量計(jì)。如水表類型：容積型流量計(jì)計(jì)量單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)流體充滿或排出某一定容容器V的次數(shù)來(lái)計(jì)算流量。2.速度型流量計(jì)當(dāng)流通截面確定時(shí)，流體的體積流量與截面上的平均流速成正比。3.質(zhì)量型流量計(jì)以測(cè)量與流體質(zhì)量有關(guān)的物理效應(yīng)為基礎(chǔ)。直接測(cè)量、推導(dǎo)型（體積流量計(jì)＋密度計(jì)）等8.1流量測(cè)量二.流量計(jì)的類型用來(lái)測(cè)量流8.1流量測(cè)量

8.1流量測(cè)量8.1流量測(cè)量

三.流量計(jì)的選用原則1.被測(cè)流體性質(zhì)

氣體（水蒸汽）：節(jié)流式，轉(zhuǎn)子式漿液：靶式，電磁式粘性液體：腰輪，橢圓，活塞腐蝕流體：轉(zhuǎn)子式2.用途

功能、價(jià)格、測(cè)量精度，壓力損失要求。3.工況條件

流量變化范圍、溫度、壓力要求4.其他

安裝條件8.1流量測(cè)量三.流量計(jì)的選用原則1.8.1流量測(cè)量

例發(fā)動(dòng)機(jī)流量測(cè)量容積式8.1流量測(cè)量例發(fā)動(dòng)機(jī)流量測(cè)量8.1流量測(cè)量

質(zhì)量式5S2S2S稱量傳感器砝碼盤日用油箱油杯加油電磁閥溢油向發(fā)動(dòng)機(jī)供油最低油位第一次測(cè)量開始結(jié)束第二次測(cè)量開始結(jié)束第三次測(cè)量開始最高油位8.1流量測(cè)量質(zhì)量式5S2S2S稱量傳感器砝碼盤日用油箱8.1流量測(cè)量

四活塞流量計(jì)8.1流量測(cè)量四活塞流量計(jì)8.1流量測(cè)量

每轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)齒輪共送出四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的流體。8.1流量測(cè)量每轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)齒輪共送出四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的流體8.1流量測(cè)量

腰輪流量計(jì)，即羅茨流量計(jì)。腰輪上沒有齒，它們不是直接相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)安裝在體外的傳動(dòng)齒輪組進(jìn)行傳動(dòng)．8.1流量測(cè)量腰輪流量計(jì)，即羅茨流量計(jì)。腰輪上沒有齒，它8.2節(jié)流式流量計(jì)

第八章、流量測(cè)量

測(cè)量原理與流量方程

當(dāng)充滿圓管的流體流經(jīng)在管道內(nèi)部安裝的節(jié)流裝置時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓力差．該壓力差通過(guò)差壓計(jì)檢出．流體的體積流量或質(zhì)量流量與差壓計(jì)所測(cè)得的差壓值有確定的數(shù)值關(guān)系。8.2節(jié)流式流量計(jì)第八章、流量測(cè)量測(cè)量原理與流量方8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

二.節(jié)流裝置安裝在流體管道中，使流體的流通截面發(fā)生變化，引起流體靜壓變化的一種裝置。常用的節(jié)流裝置有文丘利管、噴嘴和孔板，如圖所示。

文丘利管壓力損失最小，而孔板壓力損失最大。

文丘利管

噴嘴8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)二.節(jié)流裝置文丘利管壓力損失最小，8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)孔板是用不銹鋼或其它金屬材料制造的薄板，它具有圓形開孔并與管道同心，其直角入口邊緣非常銳利，且相對(duì)于開孔軸線是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的。標(biāo)準(zhǔn)孔板的形狀如圖所示．8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)孔板是用不銹鋼或其它金屬材料制造的8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)噴嘴即ISAl932噴嘴．它是一個(gè)以管道喉部開孔軸線為中心線的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，由兩個(gè)圓弧曲面構(gòu)成的入口收縮部分及與之相接的圓筒形喉部所組成．其結(jié)構(gòu)如圖所示8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)噴嘴即ISAl932噴嘴．它是一8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)文丘利噴嘴是標(biāo)準(zhǔn)文丘利管的一種型式，如圖所示．它由廓形修圓的收斂部分，圓筒形喉部和擴(kuò)散段組成．喉部取壓平面之前上游平面A、入口圓弧B、C和喉部的圓筒E部分與標(biāo)準(zhǔn)噴嘴完全相同．8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)文丘利噴嘴是標(biāo)準(zhǔn)文丘利管的一種型式8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

取壓方式差壓式流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量節(jié)流件前后壓力差

p來(lái)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的，而壓力差

p的值與取壓孔位置和取壓方式緊密相關(guān)。節(jié)流裝置的取壓方式有以下5種，各種取壓方式及取壓孔位置如圖3—7所示．

(1)角接取壓:上下游取壓管位于孔板(或噴嘴)的前后端面處。角接取壓包括單獨(dú)鉆孔和環(huán)室取壓。如圖3—7中l(wèi)—l位置。(2)法蘭取壓：上下游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上、下游側(cè)端面之間的距離均為25.4±0.8mm（1inch)。取壓孔開在孔板上下游側(cè)的法蘭上．如圖3—7中2—2位置．8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)取壓方式8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

（3)徑距取壓：上游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離為1Dm±0.1Dm，下游側(cè)取壓孔的軸線至孔極下游端面的距離為0.5Dm。如圖3—7中的3.3位置（Dm管道直徑）。

(4)理論取壓：上游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離為lDm±0.1Dm，下游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離因

值不同而異。該距離理論上就是流束收縮到最小截面的距離。如圖3—7中的4—4位置。

(5)管接取壓：上游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離為2.5Dm，下游側(cè)取壓孔的軸線至孔板下游端面的距離為8Dm．如圖3—7中的5—5位置．該方法使用很少．8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)（3)徑距取壓：上游側(cè)取壓孔的軸線至孔8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置是國(guó)家標(biāo)形中規(guī)定的兩種取壓裝置，即角接取壓裝置和法蘭取壓裝置。其中角接取壓適用于孔板和噴嘴，而法蘭取壓僅用于孔板。(1)角接取壓裝置角接取壓裝置可以采用環(huán)室或夾緊環(huán)(單獨(dú)鉆孔)取得節(jié)流件前后的差壓。(2)法蘭取壓裝置法蘭取壓裝置由兩個(gè)帶取壓孔的取壓法蘭組成。標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置是國(guó)家標(biāo)形中規(guī)定的兩種取壓8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)

8.2節(jié)流式測(cè)量計(jì)8.3渦輪流量計(jì)

第八章、流量測(cè)量

工作原理

渦輪流量計(jì)是一種典型的速度型流量計(jì)，它利用安裝于流動(dòng)通道中的渦輪葉片感受流體流動(dòng)的沖擊而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)反映流體的流量。8.3渦輪流量計(jì)第八章、流量測(cè)量工作原理8.3渦輪測(cè)量計(jì)

通過(guò)磁電式傳感器可測(cè)量電轉(zhuǎn)換器輸出的電脈沖頻率8.3渦輪測(cè)量計(jì)通過(guò)磁電式傳感器可測(cè)量電轉(zhuǎn)8.3渦輪測(cè)量計(jì)

確定的渦輪變送器，其K值是在特定的條件下標(biāo)定的。當(dāng)被測(cè)流體的工作狀態(tài)偏離標(biāo)定條件時(shí)，流量計(jì)的特性將發(fā)生變化，從而引起測(cè)量誤差。如流體粘度、密度、壓力、溫度、流動(dòng)狀態(tài)8.3渦輪測(cè)量計(jì)確定的渦輪變送器，其K值是在特定的條件下8.4光纖流量計(jì)

第八章、流量測(cè)量

光纖位移傳感器反射鏡反射型根據(jù)輸入輸出光強(qiáng)的相對(duì)變化測(cè)量膜片位移的大小。8.4光纖流量計(jì)第八章、流量測(cè)量光纖位移傳感器反射8.4光纖測(cè)量計(jì)

二.光纖差壓式流量計(jì)三.光纖膜片式流量計(jì)8.4光纖測(cè)量計(jì)二.光纖差壓式流量計(jì)8.4光纖測(cè)量計(jì)

四.光纖卡門渦街流量計(jì)利用流體流過(guò)阻礙物時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的漩渦，通過(guò)測(cè)量其漩渦產(chǎn)生頻率而實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量的。渦街流量計(jì)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的理論基礎(chǔ)是流體力學(xué)中著名的“卡門渦街”原理。在流動(dòng)的流體中放置一根其軸線與流向垂直的非流線性柱形體(加三角柱、圓柱等)，稱之為漩渦發(fā)生體，見圖。當(dāng)流體沿漩渦發(fā)生體繞流時(shí)，會(huì)在漩渦發(fā)生體下游產(chǎn)生如圖所示不對(duì)稱但有規(guī)律的交替漩渦列，這就是所謂的卡門渦街。只有當(dāng)兩漩渦列之間的距離h和同列的兩漩渦之間的距離l之比滿足時(shí)，所產(chǎn)生的渦街才是穩(wěn)定的8.4光纖測(cè)量計(jì)四.光纖卡門渦街流量計(jì)利用流體流過(guò)阻礙物8.4光纖測(cè)量計(jì)

知道通道流通截面積后，利用光纖測(cè)量渦街頻率，就可以計(jì)算出體積流量。8.4光纖測(cè)量計(jì)知道通道流通截面積后，利用光纖測(cè)量渦街頻8.5超聲波流量計(jì)

第八章、流量測(cè)量

基本原理

當(dāng)超聲波在流體中傳播時(shí)，會(huì)載帶流體流速的信息。因此，根據(jù)對(duì)接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，可以檢測(cè)到流體的流速，進(jìn)而可以得到流量值。超聲波流量測(cè)量方法有很多，本節(jié)主要介紹利用時(shí)間差法測(cè)量速度差。8.5超聲波流量計(jì)第八章、流量測(cè)量基本原理8.5