第三章-流量测量.优秀PPT.ppt

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1、山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述第三章第三章 流量测量流量测量一、流量的概念和单位一、流量的概念和单位一、流量的概念和单位一、流量的概念和单位 1.1.瞬时流量瞬时流量 体积流量：体积流量：质量流量：质量流量：流量测量：流量测量：生产过程中：生产过程中：产品贸易：产品贸易：油、气、水油、气、水 完成经济核算所需参数的测量完成经济核算所需参数的测量原油及石油产品的测量主要以计量为主，方法有：质量法和体积法原油及石油产品的测量主要以计量为主，方法

2、有：质量法和体积法单位时间单位时间内流过内流过某一有效截面某一有效截面的流体的流体数量数量。Q Qv v=Av=Avvv截面截面A A上的平均流速。上的平均流速。单位：单位：m3m3s s、m3m3h h、L/minL/minQm=Qv.Qm=Qv.流体密度。流体密度。单位：单位：kgkgs s、t th h 2.2.累积流量：累积流量：一段时间内流过某截面的流体数量的和。一段时间内流过某截面的流体数量的和。V V总总=Qv.dt=Qv.dt单位：单位：m3m3M M总总=Qm.dt=Qm.dt单位：单位：kgkg山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化

3、课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述流量计和计量表流量计和计量表二、流量测量仪表的分类二、流量测量仪表的分类二、流量测量仪表的分类二、流量测量仪表的分类按测量原理分：按测量原理分：1.1.速度式流量计速度式流量计:2.2.容积式流量计容积式流量计:3.3.质量式流量计：质量式流量计：依据介质流淌速度依据介质流淌速度v v来测量流量。已知来测量流量。已知A A测测v v，间接求，间接求Qv=AvQv=Av依据在流量计内连续通过的标准体积依据在流量计内连续通过的标准体积V0V0的数目的数目N N来测流量，来测流量，计算公式：计算

4、公式：V=V0.NV=V0.N如：差压式、转子式、电磁流量计、涡轮番量计如：差压式、转子式、电磁流量计、涡轮番量计如：椭圆齿轮番量计、腰轮番量计。如：椭圆齿轮番量计、腰轮番量计。依质量流量依质量流量QmQm为依据，干脆测定为依据，干脆测定M M如：振动式质量流量计。如：振动式质量流量计。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件其次节其次节其次节其次节 差压式流量计差压式流量计差压式流量计差压式流量计利用流体流经利用流体流经节流装置节流装置所产生的静压差来显示流量大小。又叫节流式流所产生的静压

5、差来显示流量大小。又叫节流式流量计。量计。标准节流装置：标准节流装置：孔板、喷嘴、文丘里管孔板、喷嘴、文丘里管组成：节流装置、引压管和差压计，如图组成：节流装置、引压管和差压计，如图3-13-1所示。所示。节流装置：使流体产生节流的节流元件和压力引出的取压装置，节流装置：使流体产生节流的节流元件和压力引出的取压装置，将流量转换为压差。将流量转换为压差。引压管：连接节流装置和差压计，传递压差信号。引压管：连接节流装置和差压计，传递压差信号。差压计：测量压差信号。差压计：测量压差信号。一、节流装置的流量测量原理一、节流装置的流量测量原理一、节流装置的流量测量原理一、节流装置的流量测量原理节流原理：

6、节流原理：流体具有动压能和静压能，它和流体流淌克服流体阻力所流体具有动压能和静压能，它和流体流淌克服流体阻力所消耗的能量总和在无外加能量的状况下保持不变。消耗的能量总和在无外加能量的状况下保持不变。因此因此,流速增加，流速增加，动压能增加，静压力下降。动压能增加，静压力下降。节节流装置就是利用了流体的动压能和静压能转换流装置就是利用了流体的动压能和静压能转换的原理实现流量的测量。的原理实现流量的测量。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件qvqvP2P2P1P1P3V1V1V2V2V3标准

7、节流装置标准节流装置孔板孔板的节流原理的节流原理其次节其次节其次节其次节 差压式流量计差压式流量计差压式流量计差压式流量计山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件二、基本流量方程二、基本流量方程二、基本流量方程二、基本流量方程依据流体力学伯努力方程、连续性方程推到得到：依据流体力学伯努力方程、连续性方程推到得到：理论流量方程：理论流量方程：好用流量方程：好用流量方程：说明说明：Q Q与与PP的平方根成正比，流量标尺刻度是非线性的。的平方根成正比，流量标尺刻度是非线性的。三、标准节流装置三、标

8、准节流装置三、标准节流装置三、标准节流装置其次节其次节其次节其次节 差压式流量计差压式流量计差压式流量计差压式流量计山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件 1.1.标准节流元件标准节流元件 （1 1）标准孔板）标准孔板 （2 2）标准喷嘴）标准喷嘴 （3 3）标准文丘里管）标准文丘里管 2.2.取压方式取压方式 取压位置不同，即使是同一节流元件、在同一流量下所得到的压差大小取压位置不同，即使是同一节流元件、在同一流量下所得到的压差大小也是不同的也是不同的。常用取压方式有：。常用取压方式有：

9、（1 1）角接取压）角接取压 （2 2）法兰取压）法兰取压 （3 3）径距取压）径距取压其次节其次节其次节其次节 差压式流量计差压式流量计差压式流量计差压式流量计山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件四、差压计四、差压计四、差压计四、差压计 差压式仪表均可作为差压式流量计中的差压计运用，通常接受差压差压式仪表均可作为差压式流量计中的差压计运用，通常接受差压式变送器。将节流装置、引压管、三组阀、差压变送器干脆组装成一式变送器。将节流装置、引压管、三组阀、差压变送器干脆组装成一体，成为一体式差

10、压流量计。体，成为一体式差压流量计。五、差压式流量计的安装及应用（略）五、差压式流量计的安装及应用（略）五、差压式流量计的安装及应用（略）五、差压式流量计的安装及应用（略）其次节其次节其次节其次节 差压式流量计差压式流量计差压式流量计差压式流量计山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计适用于：小管径低流速的小流量测量适用于：小管径低流速的小流量测量一、工作原理一、工作原理一、工作原理一、工作原理Ff+FpFf+FpFwFw1.

11、1.测量原理测量原理转子受力分析：转子受力分析：流体对转子产生的上向流体对转子产生的上向冲击力冲击力FpFpA A 转子迎流面的最大横截面积；转子迎流面的最大横截面积；C C 流体作用力系数；流体作用力系数；-被测流体的密度；被测流体的密度；-锥管与转子环隙上的平均流速。锥管与转子环隙上的平均流速。流体对转子的浮力流体对转子的浮力Ff=Vr.Ff=Vr.转子自身重力转子自身重力Fw=Vr.rFw=Vr.r其方向其方向向下向下山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转

12、子流量计转子流量计转子流量计转子流量计工作原理：工作原理：当转子上所受到的浮力与流体上向冲击力当转子上所受到的浮力与流体上向冲击力之和，恰好等于转子重力时，转子受力平衡，之和，恰好等于转子重力时，转子受力平衡，就会稳定地悬停在某一高度上。就会稳定地悬停在某一高度上。假如被测流体的流量增大，作用在转子上假如被测流体的流量增大，作用在转子上的流体上向冲击力随之增大，使得转子受力的流体上向冲击力随之增大，使得转子受力失去平衡，有向上的合力使转子上升。失去平衡，有向上的合力使转子上升。随着转子的位置上升，转子与锥形管间的随着转子的位置上升，转子与锥形管间的环形流通面积增大，其环隙上流速减小，转环形流通

13、面积增大，其环隙上流速减小，转子受到的流体作用力减小。当转子上升到某子受到的流体作用力减小。当转子上升到某一新的高度、作用在转子上的作用力再次平一新的高度、作用在转子上的作用力再次平衡时，转子会在新的位量稳定下来。流量减衡时，转子会在新的位量稳定下来。流量减小时状况相反，转子位置降低。小时状况相反，转子位置降低。流体的流量与转子高度的关系：流体的流量与转子高度的关系：忽视有关项，进一步推导得：忽视有关项，进一步推导得：山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量

14、计转子流量计转子流量计转子流量计忽视有关项，进一步推导得：忽视有关项，进一步推导得：式中，式中，为流量系数，为流量系数，取决于转子形状和雷诺数取决于转子形状和雷诺数，一般由实验确定。，一般由实验确定。实际实际应用时，必使流体的雷诺数高于临界值，流量系数就可保证为一常数应用时，必使流体的雷诺数高于临界值，流量系数就可保证为一常数值，值，从而使流量与转子高度近似为线性关系。从而使流量与转子高度近似为线性关系。二、转子流量计的类型与结构二、转子流量计的类型与结构二、转子流量计的类型与结构二、转子流量计的类型与结构 依据锥形管材料的不同可分为：玻璃管转子流量计和金属管转子流量依据锥形管材料的不同可分为

15、：玻璃管转子流量计和金属管转子流量计。其外形结构示意图见图计。其外形结构示意图见图3 31212。教材。教材P35P351.1.玻璃管转子流量计玻璃管转子流量计2.2.金属管转子流量计金属管转子流量计结构特点：结构特点：（1 1）连接方式为法兰）连接方式为法兰（2 2）指示部分为）指示部分为磁性耦合磁性耦合（3 3）可输出流量电信号）可输出流量电信号优点：优点：耐高压、高温、平安，读数清晰，耐高压、高温、平安，读数清晰，可适用于不透亮介质和腐蚀性介可适用于不透亮介质和腐蚀性介质的流量测量。质的流量测量。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表

16、及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计测量原理：测量原理：锥管和转子组成流量检测元锥管和转子组成流量检测元件。转子件。转子2 2通过内磁钢通过内磁钢5 5一外磁一外磁钢钢4 4磁性耦合方式，将浮子的磁性耦合方式，将浮子的位移传给转换部分，使杠杆位移传给转换部分，使杠杆7 7偏转。通过四连杆机构偏转。通过四连杆机构9 9、1010、1111、1212带动指针偏转相应角度，带动指针偏转相应角度，指示流量大小。指示流量大小。电远传型转子流量计普遍接电远传型转子流量计普遍接受差动变压器结构，在指针受差动变压器结构，在指针现

17、场指示的同时，把转子位现场指示的同时，把转子位移通过另一个四连杆机构移通过另一个四连杆机构1313、1414、1515转换为差动变压器铁转换为差动变压器铁芯芯1616的位移。由差动变压器的位移。由差动变压器转换为电信号输出至转换器，转换为电信号输出至转换器，变成标准电流信号输出，由变成标准电流信号输出，由其他仪表进行显示、记录或其他仪表进行显示、记录或限制限制山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计为什么要修正？为什么要修正？

18、三、转子流量计示值的修正三、转子流量计示值的修正三、转子流量计示值的修正三、转子流量计示值的修正 转子流量计的流量刻度是在标准状态（空气转子流量计的流量刻度是在标准状态（空气 20,101KPa 20,101KPa；水；水 20 20）下）下经过单独标定得到的。当被测流体介质不是水或空气，不是标准状态时必需经过单独标定得到的。当被测流体介质不是水或空气，不是标准状态时必需进行修正。进行修正。1.1.液体流量的修正液体流量的修正被测液体不是水但被测液体不是水但粘度与水的粘度相差粘度与水的粘度相差不大，只是被测液体不大，只是被测液体密度与水不同密度与水不同修正公式：修正公式：式中：式中：qv0-q

19、v0-流量计指示值，流量计指示值，m3/hm3/h；qv-qv-介质实际流量值，介质实际流量值，m3/hm3/h；w0-w0-水的标准密度，水的标准密度，998.2kg/m3998.2kg/m3；-液体介质实际密度，液体介质实际密度，kg/m3kg/m3；山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计2.2.气体流量的修正气体流量的修正例例1.1.有一台转子流量计，其转子材料是不锈钢（密度为有一台转子流量计，其转子材料是不锈钢（密度

20、为7900kg7900kgm3m3），用），用来测量密度为来测量密度为791kg791kgm3m3的甲醇，当流量计示值为的甲醇，当流量计示值为500L500Lh h时，被测甲时，被测甲醇的实际流量为多少醇的实际流量为多少解：解：因为甲醇与水的粘度相差不大，所以因为甲醇与水的粘度相差不大，所以对于非空气介质在不同的工作状态下测量时，可按下式进行修正对于非空气介质在不同的工作状态下测量时，可按下式进行修正山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量计转子流量计转子流

21、量计转子流量计例例2.2.式中：式中：qv-qv-被测介质的实际流量，被测介质的实际流量，m3/h;m3/h;qvn-qvn-换算到标准状态的实际流量，换算到标准状态的实际流量，m3/h;m3/h;qv0-qv0-流量计指示流量，流量计指示流量，m3/h;m3/h;a0-a0-空气的标准密度，空气的标准密度，1.2046 kg/m31.2046 kg/m3；0-0-被测介质的标准密度，被测介质的标准密度，kg/m3kg/m3；P-P-被测介质的确定压力；被测介质的确定压力；T-T-被测介质的确定温度；被测介质的确定温度；P0-P0-标准状态确定压力，标准状态确定压力，P0=101.325kPa

22、 P0=101.325kPa；T0-T0-标准状态确定温度，标准状态确定温度，T0=293.15 K T0=293.15 K。有一台气体转子流量计用来测量自然气的流量，工作压力为有一台气体转子流量计用来测量自然气的流量，工作压力为0.6MPa0.6MPa（表压），工作温度为（表压），工作温度为5555。当流量计的读数为。当流量计的读数为100m3100m3h h时，自然气时，自然气的实际流量和换算后的标准流量分别是多少？（此自然气在标准状态的实际流量和换算后的标准流量分别是多少？（此自然气在标准状态下的密度为下的密度为O.755kgO.755kgm3m3）山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜

23、利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计例例2.2.解：解：有一台气体转子流量计用来测量自然气的流量，工作压力为有一台气体转子流量计用来测量自然气的流量，工作压力为0 0。6MPa6MPa（表压），工作温度为（表压），工作温度为5555。当流量计的读数为。当流量计的读数为100m3100m3h h时，自然气时，自然气的实际流量和换算后的标准流量分别是多少？（此自然气在标准状态的实际流量和换算后的标准流量分别是多少？（此自然气在标准状态下的密度为下的密度为O O。7

24、55kg755kgm3m3）山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第三节第三节第三节第三节 转子流量计转子流量计转子流量计转子流量计四、转子流量计的安装与运用四、转子流量计的安装与运用四、转子流量计的安装与运用四、转子流量计的安装与运用1.1.转子流量计的特点转子流量计的特点2.2.转子流量计的安装转子流量计的安装3.3.转子流量计的运用转子流量计的运用山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动

25、化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计是利用是利用标准容积标准容积累积法累积法测量原理测量原理的一类流量计的一类流量计种类：种类：腰轮番量计、椭圆齿轮番量计、刮板流量计、旋转活塞流量计腰轮番量计、椭圆齿轮番量计、刮板流量计、旋转活塞流量计结构：结构：一个或一对转动部件一个或一对转动部件转子，转子的形态比较特殊，当转子转动时转子，转子的形态比较特殊，当转子转动时和壳体内壁之间形成一固定容积的空间（称为和壳体内壁之间形成一固定容积的空间（称为“计量室计量室”）工作能源：工作能源：在流量计在流量计进、出口压力差进、出口压力差的作用下转

26、动，属的作用下转动，属自力式自力式仪表。仪表。基本工作原理：基本工作原理：当流体流经流量计时，因转子的阻挡作用必定在进、出口当流体流经流量计时，因转子的阻挡作用必定在进、出口之间形成压力差，在压力差的作用下转子转动，随着转子之间形成压力差，在压力差的作用下转子转动，随着转子的转动，流体一次次地充溢流量计的的转动，流体一次次地充溢流量计的“计量室计量室”，然后又，然后又不断地被送往出口。由于不断地被送往出口。由于“计量室计量室”的容积是确定的，因的容积是确定的，因而由转动部件的转数就可以确定通过流量计的流体体积。而由转动部件的转数就可以确定通过流量计的流体体积。特点：特点：1.1.测量精度高，积

27、算精度可达测量精度高，积算精度可达0 0。1 10 0。5 5。2.2.测量精度受流体密度、粘度、温度、压力和流态的影响较小，测量精度受流体密度、粘度、温度、压力和流态的影响较小，适宜于测量高粘度流体。适宜于测量高粘度流体。3.3.安装较便利。安装较便利。不足：不足：1.1.制造装配精度要求高。制造装配精度要求高。2.2.对被测流体的干净度要求严格。对被测流体的干净度要求严格。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计一

28、、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计 容积式流量计是用于容积式流量计是用于原油计量的首选仪表原油计量的首选仪表,在油田各计量站、联合站、油库在油田各计量站、联合站、油库和炼厂等场合得到了广泛的应用和炼厂等场合得到了广泛的应用基本组成：基本组成：测量主体测量主体+显示表头显示表头测量主体测量主体 壳体内有壳体内有一对截面呈一对截面呈“8”“8”字形的柱状转子字形的柱状转子腰轮腰轮，腰轮上下盖以隔板。腰轮上下盖以隔板。腰轮与腰轮与壳体及两侧隔板间形成的封壳体及两侧隔板间形成的封闭空间就是闭空间就是“计量室计量室”。与与腰轮同轴的两个驱动齿轮在腰轮同轴的两个驱动齿轮在隔板外面相互啮

29、合隔板外面相互啮合，以保持，以保持两腰轮反向转动两腰轮反向转动。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计1.1.工作原理工作原理 液体在流量计进出口的压力差液体在流量计进出口的压力差P1 P2,P1 P2,使腰轮产生力矩。使腰轮产生力矩。(a)(a)状态：状态：A A腰轮上腰轮上P1P1、P2P2两边对称，其上无力距。两边对称，其上无力距。B B腰轮下侧两边分别作

30、用腰轮下侧两边分别作用 P1 P1、P2P2产生顺时针力矩，产生顺时针力矩，B B顺转顺转-A-A逆转逆转(b)(b)状态：状态：A A腰轮下侧、腰轮下侧、B B腰轮上侧分别产生力矩，腰轮上侧分别产生力矩，A A、B B腰轮均主动转腰轮均主动转B B顺转顺转-A-A逆转逆转(c)(c)状态：状态：A A腰轮上产生逆时针力矩，腰轮上产生逆时针力矩，A逆转逆转-B顺转顺转山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计一、腰轮番量

31、计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计1.1.工作原理工作原理结论结论：A A、B B两腰轮交替产生力矩、相互驱动，周而复始，连续转动。两腰轮交替产生力矩、相互驱动，周而复始，连续转动。同时把同时把“月牙月牙”柱液体从入口吸入柱液体从入口吸入分隔分隔排出至出口。从排出至出口。从a a到到d d腰轮转腰轮转动半周，排出动半周，排出2 2倍倍V0V0液体。液体。测量腰轮转数测量腰轮转数N N即可确定即可确定累积流量累积流量 Q=4NV Q=4NV。测量腰轮转速测量腰轮转速n n即可确定即可确定瞬时流量瞬时流量 qv=4nV qv=4nV。2.2.显示部分显示部分腰轮番量计的流量显示，有就地显

32、示和远传显示两种。腰轮番量计的流量显示，有就地显示和远传显示两种。就地显示：将腰轮的转动通过磁性密封联轴器和一套传动减速机构传递就地显示：将腰轮的转动通过磁性密封联轴器和一套传动减速机构传递给机械计数器，干脆指示出流经流量计的总量给机械计数器，干脆指示出流经流量计的总量远传显示：远传显示：附加发信装置后，再配以电显示仪表，就可实现远传指示附加发信装置后，再配以电显示仪表，就可实现远传指示瞬瞬时流量或累积流量。时流量或累积流量。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节

33、容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计2.2.显示部分显示部分1 1）总量积算结构）总量积算结构 在腰轮番量计中，腰轮转数在腰轮番量计中，腰轮转数N N通过磁性联轴器传递到表头。在表头内，具通过磁性联轴器传递到表头。在表头内，具有一系列传动齿轮、调整齿轮与机械计数器。流量积算机构中的机械计数器有一系列传动齿轮、调整齿轮与机械计数器。流量积算机构中的机械计数器原理如下图所示。腰轮转数通过传动齿轮，取得一个恰当的传动比后，使机原理如下图所示。腰轮转数通过传动齿轮，取得一个恰当的传动比后，使机械计数器的末位数字轮转动，显示流过流量计的

34、体积值。传动齿轮起到了流械计数器的末位数字轮转动，显示流过流量计的体积值。传动齿轮起到了流量换算作用。量换算作用。留意：留意：表头中的传动齿轮，表头中的传动齿轮，只驱动末位数字轮转动只驱动末位数字轮转动。其他高位数字轮都是。其他高位数字轮都是通过进位齿轮逐级向上驱动的。通过进位齿轮逐级向上驱动的。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计2.2.显示部分显示部分 2

35、 2）瞬时流量显示与信号远传）瞬时流量显示与信号远传信号远传：信号远传：传动齿轮系中装发讯器，将腰轮转数转换成电脉冲信号输出。传动齿轮系中装发讯器，将腰轮转数转换成电脉冲信号输出。瞬时流量显示：用瞬时流量显示器干脆指示瞬时流量值。瞬时流量显示器瞬时流量显示：用瞬时流量显示器干脆指示瞬时流量值。瞬时流量显示器是在表头传动齿轮中装上一个小型测速发电机，依据腰轮转速与流量成正是在表头传动齿轮中装上一个小型测速发电机，依据腰轮转速与流量成正北的关系，将流量的大小变为电流，由电流表指示出来。北的关系，将流量的大小变为电流，由电流表指示出来。3.3.结构特点结构特点基本组成：测量主体、联轴器、显示表头。基

36、本组成：测量主体、联轴器、显示表头。1 1）通过磁性耦合）通过磁性耦合将转子转动传到隔板外。将转子转动传到隔板外。2 2）大型腰轮番量计，有双对腰轮）大型腰轮番量计，有双对腰轮3 3）有立式、卧式两种形式。）有立式、卧式两种形式。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计一、腰轮番量计4.4.安装及应用安装及应用 腰轮不干脆接触，可允许测量含有微小颗粒的流体。具有精度高、牢腰轮不

37、干脆接触，可允许测量含有微小颗粒的流体。具有精度高、牢靠性好，测量范围：靠性好，测量范围：0.10.12500m3/h2500m3/h，口径：，口径：1616500mm500mm。1 1）腰轮番量计前应安装消气器和过滤器，并定期清洗。）腰轮番量计前应安装消气器和过滤器，并定期清洗。2 2）保证安装精度，以减小腰轮和外壳及盖板的磨损，降低轴承受力。）保证安装精度，以减小腰轮和外壳及盖板的磨损，降低轴承受力。3 3）为便于修理、校验，流量计必需安装旁通管路。）为便于修理、校验，流量计必需安装旁通管路。4 4）被测流体温度不能超过流量计额定温度，防止零部件热膨胀变形卡）被测流体温度不能超过流量计额定

38、温度，防止零部件热膨胀变形卡死。死。5 5）当被测流体流量偏小、粘度变小时，腰轮与壳体间的泄漏量会变得）当被测流体流量偏小、粘度变小时，腰轮与壳体间的泄漏量会变得突出，降低测量精度。突出，降低测量精度。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计二、椭圆齿轮番量计二、椭圆齿轮番量计二、椭圆齿轮番量计二、椭圆齿轮番量计1 1工作原理工作原理 椭圆齿轮番量计的测量部分是由两个装在轴上相互啮合的椭圆形齿轮椭圆齿轮番量计的测量部分

39、是由两个装在轴上相互啮合的椭圆形齿轮及壳体构成。椭圆齿轮与壳体之间形成月牙形体积的计量室及壳体构成。椭圆齿轮与壳体之间形成月牙形体积的计量室椭圆齿轮同样是依靠流量计进、出口流体的压力差来推动旋转的。椭圆齿轮同样是依靠流量计进、出口流体的压力差来推动旋转的。2.2.特点及应用特点及应用 无外置驱动齿轮，结构相对简洁；对流体中的固体颗粒更为敏感，只能无外置驱动齿轮，结构相对简洁；对流体中的固体颗粒更为敏感，只能测量清洁的流体。与同尺寸腰轮番量计相比，其计量室体积较小，因此一测量清洁的流体。与同尺寸腰轮番量计相比，其计量室体积较小，因此一般用来测量中小流量：般用来测量中小流量：3L3Lh h540m

40、3540m3h h，口径，口径1010250mm250mm之间。之间。椭圆齿轮番量计的安装、运用留意事项与腰轮番量计基本相同。椭圆齿轮番量计的安装、运用留意事项与腰轮番量计基本相同。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计三、刮板流量计三、刮板流量计三、刮板流量计三、刮板流量计1 1凸轮式刮板流量计凸轮式刮板流量计适用于含有机械杂质的流体。按其结构特点来分，有凸轮式和凹线式两种。适用于含有机械杂质的流体。按其结构特点来

41、分，有凸轮式和凹线式两种。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第四节第四节第四节第四节 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计三、刮板流量计三、刮板流量计三、刮板流量计三、刮板流量计 圆筒形转子上有圆筒形转子上有4 4个槽孔，个槽孔，4 4块刮板两两连接，伸出转子槽孔。凸轮固定不块刮板两两连接，伸出转子槽孔。凸轮固定不动，刮板随转子转动时，滚柱沿凸轮运动，使刮板在槽内伸出或缩进。动，刮板随转子转动时，滚柱沿凸轮运动，使刮板在槽内伸出或缩进。进出口压差作用进出口压差作用-刮板带动

42、转筒转动刮板带动转筒转动-相邻两刮板在凸轮引导下压向壳内壁相邻两刮板在凸轮引导下压向壳内壁-封闭计量室封闭计量室-随上方刮板沿凸轮大弧转动随上方刮板沿凸轮大弧转动-计量室液体被送至出口。计量室液体被送至出口。转子每转一周，排出转子每转一周，排出4 4个计量室流体，测量转数个计量室流体，测量转数-表头表头-指示累计流量。指示累计流量。特点：特点：适宜测量高粘度、带砂液体。转子不易卡。适宜测量高粘度、带砂液体。转子不易卡。压损小（压损小（30kPa),30kPa),适于、大流量测量。适于、大流量测量。振动及噪音小。振动及噪音小。山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪

43、表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件第五节第五节第五节第五节 其它流量计其它流量计其它流量计其它流量计二、漩涡流量计二、漩涡流量计二、漩涡流量计二、漩涡流量计旋涡流量计是基于旋涡流量计是基于流体振荡原理流体振荡原理工作的一种流量计。工作的一种流量计。由由测量管测量管、旋涡发生体旋涡发生体（具有非流线具有非流线型截面的柱体，垂直插于流通截面内型截面的柱体，垂直插于流通截面内）组成和组成和转换器转换器组成。组成。分类：分类：涡街流量计，基于流体涡街流量计，基于流体自然自然振荡振荡旋进旋涡流量计，基于流体旋进旋涡流量计，基于流体强迫强迫振荡振荡1.1.涡街流量计

44、涡街流量计基于流体力学中的基于流体力学中的卡门涡街原理卡门涡街原理工作。工作。卡门涡街：卡门涡街：（1 1）组成结构及工作原理：）组成结构及工作原理：当流体流过旋涡发生体时，在发生体当流体流过旋涡发生体时，在发生体两侧会交替地产生旋涡，并在它的下两侧会交替地产生旋涡，并在它的下游形成两列不对称的旋涡列。当每两游形成两列不对称的旋涡列。当每两个旋涡之间的纵向距离个旋涡之间的纵向距离h h和横向距离和横向距离L L满足满足h hL=0.281L=0.281关系时，两个旋涡列关系时，两个旋涡列稳定（称为稳定（称为“卡门涡街卡门涡街”）山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储

45、运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件二、漩涡流量计（涡街）二、漩涡流量计（涡街）二、漩涡流量计（涡街）二、漩涡流量计（涡街）试验证明试验证明:在确定的雷诺数范围内，稳定的在确定的雷诺数范围内，稳定的旋涡产生频率旋涡产生频率f f与旋涡发生体处的流速与旋涡发生体处的流速V V有有确定的关系：确定的关系：ff单位时间内单列漩涡产生的个数单位时间内单列漩涡产生的个数d d为旋涡发生体的特征尺寸为旋涡发生体的特征尺寸StSt称为斯特罗哈尔数称为斯特罗哈尔数StSt与旋涡发生体形态及流体雷诺数有关，在确定与旋涡发生体形态及流体雷诺数有关，在确定的雷诺数范围内，的

46、雷诺数范围内，StSt数值基本不变。数值基本不变。因此因此,当旋涡发生体的形态和尺寸确定当旋涡发生体的形态和尺寸确定后，可以通过测量旋涡产生频率来测后，可以通过测量旋涡产生频率来测量流体的流量。其流量方程为量流体的流量。其流量方程为:AsAs管道内漩涡发生体处的流通截面积管道内漩涡发生体处的流通截面积K K为仪表系数为仪表系数单位体积脉冲个数，一般是通过试验测得。单位体积脉冲个数，一般是通过试验测得。1.1.涡街流量计涡街流量计山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件（2 2）旋涡频率检出）

47、旋涡频率检出旋涡频率信号旋涡频率信号的检测方法有的检测方法有热敏式热敏式、差压式、超声波式、应变式等多种、差压式、超声波式、应变式等多种环流原理环流原理：当圆柱体一侧出现漩涡时，：当圆柱体一侧出现漩涡时，惯性作用惯性作用其他部分产生反向旋转流其他部分产生反向旋转流-逆环流。逆环流。下方下方产生漩涡时：逆环流产生漩涡时：逆环流使上侧使上侧 VPVP，下侧，下侧 VP VP产生由产生由下向上的力下向上的力F(F(茹科夫斯基力茹科夫斯基力)F)F=1.7dV2=1.7dV2。上方产生漩涡时：产生。上方产生漩涡时：产生由上向下的力。由上向下的力。频率检出原理：在漩涡发生体内腔连通孔中，嵌入一个热敏电阻

48、（或铂电频率检出原理：在漩涡发生体内腔连通孔中，嵌入一个热敏电阻（或铂电阻），通入恒定电流加热电阻。产生漩涡的一侧，流速降低、静压上升；阻），通入恒定电流加热电阻。产生漩涡的一侧，流速降低、静压上升；另一侧反之。流体从导压孔进入、向未产生漩涡的一侧流出。带走热电阻另一侧反之。流体从导压孔进入、向未产生漩涡的一侧流出。带走热电阻的热量，热电阻温度降低、电阻增大。在交替产生的旋涡的作用下，热电的热量，热电阻温度降低、电阻增大。在交替产生的旋涡的作用下，热电阻被周期地冷却，使其阻值周期性变更，阻值变更的频率是单列漩涡产生阻被周期地冷却，使其阻值周期性变更，阻值变更的频率是单列漩涡产生频率频率f f的

49、的2 2倍，阻值的变更由桥路测出，即可测得旋涡产生频率，从而测知倍，阻值的变更由桥路测出，即可测得旋涡产生频率，从而测知流量。流量。二、漩涡流量计（涡街）二、漩涡流量计（涡街）二、漩涡流量计（涡街）二、漩涡流量计（涡街）山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院山东胜利职业学院储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件储运仪表及自动化课件（3 3）旋涡流量计的特点）旋涡流量计的特点1 1）精度较高）精度较高(0.5l(0.5l)，量程宽，量程宽 ；频率脉冲信号输出，抗干扰。；频率脉冲信号输出，抗干扰。2 2）测量不受流体参数及状态的影响。）测量不受流体参数及状态的影响。

50、3 3）无可动部件，压力损失小；运用寿命长；）无可动部件，压力损失小；运用寿命长；4 4）安装简便，维护量小，故障率低。）安装简便，维护量小，故障率低。5)5)流速分布状况和脉动影响测量精度，旋涡发生体粘污会引起误差。流速分布状况和脉动影响测量精度，旋涡发生体粘污会引起误差。1 1）安装时必需保证流量计的前后有足够的直管段长度，以确保产生旋涡）安装时必需保证流量计的前后有足够的直管段长度，以确保产生旋涡 的必要流淌条件，前的必要流淌条件，前15D15D、后、后5D5D。2 2）涡街流量计不能用于强振动场所。）涡街流量计不能用于强振动场所。3 3）允许安装在水平或垂直的管道上，但必需保证管道为满