公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-热工测试技术-5.6流量的测量.docx

公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-热工测试技术-5.6流量的测量单选题1.流体流过节流孔板时，管道近壁面的流体静压在孔板的哪个区域达到最大？()2010年、2013（江南博哥）年真题A.进口处B.进口前一定距离处C.出口处D.出口后一定距离处 正确答案：B参考解析：如图5-6-1，当连续流动的流体，遇到节流装置时，由于流通面积突然缩小，在压头作用下，流体流速增加，静压逐渐减小，挤过节流孔，形成流束收缩，流过节流孔后，流速又由于流通面积的增大而降低，静压增大。流体由于存在惯性，在惯性作用下，流体在流过节流孔后，在出口断面后D/2处，流速达到最大，静压最小。综合上述，流体静压在进口前一定距离处区域最大。图5-6-1单选题2.流体流过管径为D的节流孔板时，流速在哪个区域达到最大？()2012年真题A.进口断面处B.进口断面前D/2处C.出口断面处D.出口断面后D/2处 正确答案：D参考解析：流体在节流孔板前，由于受到阻碍作用，流速下降，部分动压能转换成静压能，在孔板前静压P1稍有增加，达到了最大；流经孔板时由于束流作用，使流体流速增加，使部分静压能转换成动压能，又因为孔板阻力损失，导致流经孔板后静压P2稍有减小。由能量守恒的伯努利方程知P1P2，PP1P2，且P随流量Q增加而增加，如图5-6-2所示。则流体静压在进口前一定距离处最大。图5-6-2单选题3.流体流过节流孔板时，流束在孔板的哪个区域收缩到最小？()2011年真题A.进口处B.进口前一段距离处C.出口处D.出口后一段距离处 正确答案：D参考解析：当连续流动的流体，遇到节流装置时，由于流通面积突然缩小，在压头作用下，流体流速增加，挤过节流孔，形成流速收缩，流过节流孔后，流速又由于流通面积的增大而降低。流体由于存在惯性，在惯性作用下，流体在流过节流孔后，流速才会改变，在出口断面后D/2处达到最大。流束的最小横断面出现在实际缩口的下游，称为缩流断面。在缩流断面处，流速最大，对于流量一定的流束，流速越大，则缩流断面越小。因此，如图5-6-3所示，出口后一定距离处流速最大，则流束收缩最小。图5-6-3单选题4.基于被测参数的变化引起敏感元件的电阻变化，从而检测出被测参数值是一种常用的检测手段，以下测量仪器中不属于此种方法的是()。2007年真题A.应变式压力传感器B.点接点水位计C.恒流式热线风速仪D.涡街流量传感器 正确答案：D参考解析：D项，涡街流量计是根据卡门涡街原理来测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的一种体积流量计。涡街流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相关的电子线路等组成。当液体流经三角柱形旋涡发生体时，它的两侧就成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街，这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力，该压力作用在检测探头上，便产生一系列交变电信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号。单选题5.某涡轮流量计和涡街流量计均用常温下的水进行过标定，当用它们来测量液氮的体积流量时()。2009年真题A.均需进行黏度和密度的修正B.涡轮流量计需要进行黏度和密度修正，涡街流量计不需要C.涡街流量计需进行黏度和密度修正，涡轮流量计不需要D.均不需进行黏度和密度的修正 正确答案：B参考解析：涡轮流量计原理是：流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定。因此，涡轮流量计测量与黏度和密度有关，需进行黏度和密度修正。涡街流量计是用流体震荡的原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关。因此涡街流量计测量与黏度和密度无关，流体黏度和密度改变时不需要修正。单选题6.不能用来测量蒸汽流量的流量计是()。2007年真题A.容积式流量计B.涡轮流量计C.电磁流量计D.转子流量计 正确答案：C参考解析：C项，电磁流量计只能测量导电液体，由于测量管内衬材料一般不宜在高温下工作，所以目前一般的电磁流量计还不能用于测量高温介质的流量。单选题7.下列流量计不属于容积式流量计的是()。2019年真题A.腰轮流量计B.椭圆齿轮流量计C.涡轮流量计D.活塞式流量计 正确答案：C参考解析：ABD项，容积式流量计是用来测量各种液体（有时也测气体）的体积流量。它是使被测流体充满具有一定容积的空间，然后再把这部分流体从出口排出，因此叫容积式流量计。常用的容积式流量计有椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板式流量计、活塞式流量计、湿式气体流量计等。C项，涡轮流量计属于速度式流量计，其工作原理为在管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑.当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转.在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比.由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量。单选题8.在以下四种常用的流量计中测量精度较高的是()。2006年真题A.节流式流量计B.转子流量计C.容积式流量计D.耙式流量计 正确答案：C参考解析：容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量时逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。单选题9.下列关于标准节流装置的叙述，错误的是()。2017年真题A.适合测量临界流B.流体充满圆管并连续流动C.流动稳定且流量不随时间变化D.流体必须是牛顿流体 正确答案：A参考解析：A项，标准节流装置只适用于圆管中单相、均质的流体或具有高度分散的胶体溶液，要求流体必须充满管道，在流经节流装置时流体不发生相变，因此标准节流装置不适合测量临界流。单选题10.使用节流式流量计，国家标准规定采用的取压方式是()。2005年真题A.角接取压和法兰取压B.环式取压和直接钻孔取压C.角接取压和直接钻孔取压D.法兰取压和环式取压 正确答案：A参考解析：节流装置的取压方式有角接取压、法兰取压、径距取压、理论取压和管接取压。节流式流量计的取压方式有两种，即角接取压和法兰取压，其中角接取压又分为环室取压和直接钻孔取压两种方式。单选题11.在标准状态下，用某节流装置测量湿气体中干气体的体积流量，如果工作状态下的相对湿度比设计值增加了，这时仪表的指示值将()。2006年真题A.大于真实值B.等于真实值C.小于真实值D.无法确定 正确答案：A参考解析：绝对湿度为单位体积湿空气所含的水蒸气质量，在数值上等于水蒸气的密度，用符号表示；相对湿度为湿空气实际含有的水蒸气质量（绝对湿度v）与同温度下的饱和空气所能容纳的最大水蒸气质量（绝对湿度s）的比值，即v/s。因此，如果工作状态下的相对湿度比设计值增加，则工作状态下的气体密度也会比设计值增加。体积流量公式为：式中，为密度；A0为面积；p为压降；为常数。工作状态下的气体密度增加，则真实的体积流量将减小。因此，仪表的指示值将大于真实值。单选题12.下列关于电磁流量计的叙述，错误的是()。2018年真题A.是一种测量导电性液体流量的表B.不能测量含有固体颗粒的液体C.应用法拉第电磁感应原理D.不可以测量腐蚀性的液体 正确答案：B参考解析：电磁流量计利用法拉第感应定律来检测流量。在电磁流量计内部有一个产生磁场的电磁线圈，以及用于捕获电动势（电压）的电极。正是由于这一点，电磁流量计才可以在管道内似乎什么也没有的情况下仍然可以测量流量。其优点为：不受液体的温度、压力、密度或黏度的影响，能够检测包含污染物（固体、气泡）的液体，没有压力损失，没有可动部件（提高可靠性）。单选题13.差压式流量计中节流装置输出的压差与被测流量的关系是()。2016年真题A.压差与流量成正比B.压差与流量成反比C.压差与流量成线性D.压差与流量的平方成正比 正确答案：D参考解析：差压式（又称节流式）流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式为：式中，QV为流体的体积流量，m3/s；为流量系数；为流体膨胀校正系数（对不可压缩流体，1）；d为节流元件的开孔直径，m；p为流体流经节流元件前后的差压，Pa；为流体在工作状态下的密度，kg/m3。由公式可以看出，流量Q与压差p的平方根成正比，即压差与流量的平方成正比，故D项正确。单选题14.在节流式流量计的使用中，管道管流方面无须满足的条件是()。2007年真题A.流体应是连续流动并充满管道与节流件B.流体是牛顿流体、单向流且流经节流件时不发生相变C.流动是平稳的或随时间缓慢变化D.流体应低于最小雷诺数要求，即为层流状态 正确答案：D参考解析：使用标准节流装置时，流体的性质和流动状态必须满足下列条件：流体必须充满管道和节流装置，并连续地流经管道；流体必须是牛顿流体；流体流经节流件时不发生相变；流体流量不随时间变化或变化非常缓，流速不超过声速；流体在流经节流件之前，流束是平行于管道轴线的无旋流。D项，节流装置对流态没有要求，但在流体流经节流件前，流束必须与管道轴线平行，不得有漩涡。单选题15.某饱和蒸汽管道的内径为250mm，蒸汽密度为4.8kg/m3，节流孔板孔径为150mm，流量系数为0.67，则孔板前后压差为40kPa时的流量为()。2014年真题A.7.3kg/hB.20.4kg/hC.26400kg/hD.73332kg/h 正确答案：C参考解析：节流法测量流量的原理是：流体流经节流元件（如孔板、喷嘴等）时，由于流束收缩，在节流件前后产生压差，并利用此压差与流速的关系来测量流量。节流法测量流量的公式为：由题意可知，流量系数0.67；蒸汽为不可压缩流体，则膨胀校正系数1；管径d0.15m；压差p40000Pa；密度为4.8kg/m3。代入数据可得：单选题16.用标准节流装置测量某蒸汽管道内的蒸汽流量，若介质的实际温度由420下降到400，实际压力由设计值35kgf/cm2下降到30kgf/cm2，当流量计显示值为100T/h时，实际流量为()T/h。（420，35kgf/cm2时水蒸气密度11.20kg/m3；400，30kgf/cm2时水蒸气密度9.867kg/m3）2008年真题A.113.59B.88.1C.106.54D.93.86 正确答案：B参考解析：标准节流装置是根据流量测量节流装置国家标准和检定规程来进行设计、制造、安装和使用的。标准节流装置包括孔板、喷嘴和文丘里管等。已知标准节流装置的质量流量公式为：式中，qm为流体的质量流量；为流量系数；为流体膨胀校正系数；d为节流元件的开孔直径；p为流体流经节流元件前后的差压；为流体在工作状态下的密度。因此，由公式可知，流量与压力和密度的乘积的1/2次方成正比，则计算结果与B项最接近，因此答案选择B。单选题17.某节流装置在设计时，介质的密度为500kg/m3，而在实际使用时，介质的密度为460kg/m3。如果设计时，差压变送器输出100kPa时对应的流量为50t/h，则在实际使用时，对应的流量为()t/h。2009年真题A.47.96B.52.04C.46.15D.54.16 正确答案：A参考解析：节流装置的质量流量公式为：式中，qm为流体的质量流量；为流量系数；为流体膨胀校正系数；d为节流元件的开孔直径；p为流体流经节流元件前后的差压；为流体在工作状态下的密度。因此，由公式可知，流量与密度的1/2次方成正比，则单选题18.下面关于超声波流量计的说法中错误的是()。A.它是利用超声波在流体中的传播特性来测量流量和流速的B.超声波流量计只能用来测量液体流量C.超声波流量计对流体没有阻力损失D.超声波流量计对腐蚀性的流体也可以准确测量 正确答案：B参考解析：超声波流量计可用来测量液体和气体的流量，比较广泛的用于测量大管道液体的流量或流速。它没有插入被测流体管道的部件，故没有压头损失，可以节约能源。超声波流量计可以测量任何流体的流量，尤其是腐蚀性、高黏度非导电流体的流量，但要求流体中防止含有的颗粒过大、过多，否则将会使超声波流量计产生较大的衰减，从而影响测量精度。超声波频差法流量计是根据液体的运动对超声波中传播速度的影响而测量出液体的流速和流速的。单选题19.要借助压力计测量流量的流量计是()。A.涡街流量计B.涡轮流量计C.椭圆齿轮流量计D.标准节流装置 正确答案：D参考解析：D项，工业上常用的节流装置是已经标准化了的“标准节流装置”，如标准孔板、喷嘴、文丘里喷嘴和文丘里管等。他们在使用时需要与压力计配合使用，通过测量被测流体的压力和压差等间接测量流体的流速。A项，涡街流量计是根据卡门涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。B项，涡轮流量计先将流速转换为涡轮的转速，再将转速转换成与流量成正比的电信号。C项，椭圆齿轮流量计属于容积式流量计一种，利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。单选题20.用电磁流量计测量液体的流量，判断下列叙述正确的是()。A.在测量流速不大的液体流量时，不能建立仪表工作所必须的电磁场B.这种流量计的工作原理是，在流动的液体中应能产生电动势C.只有导电的液体才能在测量仪表的电磁绕组中产生电动势D.电磁流量计可适应任何流体 正确答案：C参考解析：电磁流量计主要用于测量具有导电性的液体介质的流量，常用来测量酸、碱、盐溶液以及含有固体颗粒的液体的流量，因此，只有导电的液体才能在测量仪表的电磁绕组中产生电动势。电磁流量计的基本原理是电磁感应定律。单选题21.已知饱和蒸汽的密度为5kg/m3，最大流量为25000kg/h，管道内径为200mm，孔板孔径为140mm，流量系数为0.68，则该孔板前后的压差最大应为()kPa。A.9B.11C.30D.44 正确答案：D参考解析：孔板流量计的计算公式为：。式中，Qm为流体的体积流量，kg/s；为流量系数；为流体膨胀校正系数（对不可压缩流体，1）；D为节流元件的开孔直径，m；p为流体流经节流元件前后的差压，Pa；为流体在工作状态下的密度，kg/m3。则p16Q<sub>m2/（2222D4）16×（25000/3600）2/（2×0.682×12×3.142×0.144×5）44056Pa44kPa。单选题22.标准节流装置在使用中，对于下述有关内容的叙述，内容不确切的是()。A.标准节流装置只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量B.要求流体充满管道，在节流件前后一定距离内不发生相变C.流速小于音速，流动属于非脉动流，在流过节流件前，流束与管道轴线平行、不得有旋转流D.节流元件对流体的测量不受流动方向的影响 正确答案：D参考解析：标准节流装置流体条件和流动条件为：只适用于圆管中单相、均质的牛顿流体；流体必须充满管道，且其密度和粘度已知；流速小于声速，且流速稳定或只随时间作轻微而缓慢的变化；流体在流经节流件前，应达到充分紊流且其流束必须与管道轴线平行，不得有涡流；流体在流经节流装置时不发生相变。D项，节流元件对流体的测量受流动方向的影响。单选题23.某节流装置在设计时，介质的密度为520kg/m3，而在实际使用时，介质的密度为480kg/m3。如果设计时，差压变送器输出100kPa，对应的流量为50t/h，由此可知在实际使用时对应的流量为()t/h。A.42.6B.46.2C.48.0D.50.0 正确答案：C参考解析：孔板流量计的计算公式为：。式中，Qm为流体的体积流量，kg/s；为流量系数；为流体膨胀校正系数（对不可压缩流体，1）；D为节流元件的开孔直径，m；p为流体流经节流元件前后的差压，Pa；为流体在工作状态下的密度，kg/m3。因此流量与密度的1/2次方成正比，实际流量为：