化工仪表第三讲优秀课件.ppt
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1、化工仪表第三讲第1页,本讲稿共23页一、概述一、概述一、概述一、概述第三节第三节 流量测量及仪表流量测量及仪表流量是单位时间内流过管道某一截面的流体数量大小;流量是单位时间内流过管道某一截面的流体数量大小;流量是单位时间内流过管道某一截面的流体数量大小;流量是单位时间内流过管道某一截面的流体数量大小;所说的流量是充满圆截面管道流体(气、液)的流量。所说的流量是充满圆截面管道流体(气、液)的流量。所说的流量是充满圆截面管道流体(气、液)的流量。所说的流量是充满圆截面管道流体(气、液)的流量。流量单位流量单位流量单位流量单位:按照单位来分按照单位来分按照单位来分按照单位来分 体积流量体积流量体积流
2、量体积流量QvQvQvQv和质量流量和质量流量和质量流量和质量流量Qm Qm Qm Qm;QvQvQvQvV V V V F F F Fm m m m3 3 3 3(L)/h(min)(L)/h(min)(L)/h(min)(L)/h(min),V-V-V-V-流体的流动速度;流体的流动速度;流体的流动速度;流体的流动速度;F-F-F-F-管道内流通截面积。管道内流通截面积。管道内流通截面积。管道内流通截面积。QmQmQmQm Qv Qv Qv Qvt(kg)/h(min)t(kg)/h(min)t(kg)/h(min)t(kg)/h(min)。第2页,本讲稿共23页一、概一、概 述述流量计的
3、分类:流量计的分类:流量计的分类:流量计的分类:测量瞬时流量和累计流量的仪表,没有划分固定界限。测量瞬时流量和累计流量的仪表,没有划分固定界限。测量瞬时流量和累计流量的仪表,没有划分固定界限。测量瞬时流量和累计流量的仪表,没有划分固定界限。流量计流量计流量计流量计累计机构累计机构累计机构累计机构计量表计量表计量表计量表1.1.1.1.速度式(差压式、转子、电磁、涡轮和堰式流量计速度式(差压式、转子、电磁、涡轮和堰式流量计速度式(差压式、转子、电磁、涡轮和堰式流量计速度式(差压式、转子、电磁、涡轮和堰式流量计)管道流通截面积保持一定,流量的变化取决于流速的变化。管道流通截面积保持一定,流量的变化
4、取决于流速的变化。管道流通截面积保持一定,流量的变化取决于流速的变化。管道流通截面积保持一定,流量的变化取决于流速的变化。2.2.2.2.容积式(椭圆齿轮、活塞式流量计容积式(椭圆齿轮、活塞式流量计容积式(椭圆齿轮、活塞式流量计容积式(椭圆齿轮、活塞式流量计)QvQvQvQvn n n n V V V V;n n n n单位时间排出次数;单位时间排出次数;单位时间排出次数;单位时间排出次数;V V V V固定体积(容积);固定体积(容积);固定体积(容积);固定体积(容积);3.3.3.3.质量式(量热式、角动量式、陀螺式和科里奥利式流量计质量式(量热式、角动量式、陀螺式和科里奥利式流量计质量
5、式(量热式、角动量式、陀螺式和科里奥利式流量计质量式(量热式、角动量式、陀螺式和科里奥利式流量计)QmQmQmQm Qv Qv Qv Qv ;直接式或补偿式(间接式)。;直接式或补偿式(间接式)。;直接式或补偿式(间接式)。;直接式或补偿式(间接式)。第3页,本讲稿共23页二、二、差压式流量计(节流式)差压式流量计(节流式)差压式(差压式(差压式(差压式(节流式节流式节流式节流式)流量计是基于流体流动的节流原理,利用)流量计是基于流体流动的节流原理,利用)流量计是基于流体流动的节流原理,利用)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。它是目前流体流经节流
6、装置时产生的压力差而实现流量测量。它是目前流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量。它是目前流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量。它是目前生产中测量流量最成熟,最常用的方法之一。生产中测量流量最成熟,最常用的方法之一。生产中测量流量最成熟,最常用的方法之一。生产中测量流量最成熟,最常用的方法之一。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此压差转换成对应的流量值显示出来的差
7、压计以及显示仪表所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。组成。组成。组成。在单元组合仪表中,节流装置产生的压差信号,通过差在单元组合仪表中,节流装置产生的压差信号,通过差在单元组合仪表中,节流装置产生的压差信号,通过差在单元组合仪表中,节流装置产生的压差信号,通过差压变送器转换成标准信号,以供显示、记录或控制用。压变送器转换成标准信号,以供显示、记录或控制用。压变送器转换成标准信号,以供显示、记录或控制用。压变送器转换成标准信号,以供显示、记录或控制用。第4页,本讲稿共23页 1 1 1 1节流现象:节流现象:节流现象
8、:节流现象:在在在在一一一一段段段段水水水水平平平平放放放放置置置置的的的的流流流流体体体体管管管管道道道道内内内内,以以以以法法法法兰兰兰兰方方方方式式式式固固固固定定定定安安安安装装装装一一一一节节节节流流流流元元元元件件件件孔孔孔孔板板板板(喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴、文文文文丘丘丘丘管管管管)当当当当被被被被测测测测流流流流体体体体迎迎迎迎着着着着孔孔孔孔板板板板“锐锐锐锐角角角角”一一一一侧侧侧侧流流流流过过过过孔孔孔孔板板板板时时时时,将在孔板后方产生将在孔板后方产生将在孔板后方产生将在孔板后方产生“缩脉缩脉缩脉缩脉”现象。现象。现象。现象。二、二、差压式流量计(节流式)差压式流量计(节流式
9、)基于流动流体的节流原理(例如:基于流动流体的节流原理(例如:基于流动流体的节流原理(例如:基于流动流体的节流原理(例如:喷壶、水枪喷壶、水枪喷壶、水枪喷壶、水枪););););流体在管道内流动,经过节流装置,产生压差,实现测量。流体在管道内流动,经过节流装置,产生压差,实现测量。流体在管道内流动,经过节流装置,产生压差,实现测量。流体在管道内流动,经过节流装置,产生压差,实现测量。节流装置节流装置节流装置节流装置信号管路信号管路信号管路信号管路差压计差压计差压计差压计组成方块图(常用、比较成熟)组成方块图(常用、比较成熟)组成方块图(常用、比较成熟)组成方块图(常用、比较成熟)第5页,本讲稿
10、共23页水平管道内流动流体具有一定能水平管道内流动流体具有一定能水平管道内流动流体具有一定能水平管道内流动流体具有一定能量,因此遵循能量守恒定律。在量,因此遵循能量守恒定律。在量,因此遵循能量守恒定律。在量,因此遵循能量守恒定律。在I I I I截面处,流体流入速度截面处,流体流入速度截面处,流体流入速度截面处,流体流入速度V V V V1 1 1 1,压,压,压,压力力力力P P P P1 1 1 1;在孔板断面,流体受阻产生在孔板断面,流体受阻产生在孔板断面,流体受阻产生在孔板断面,流体受阻产生压差,流束产生收缩现象,在惯性压差,流束产生收缩现象,在惯性压差,流束产生收缩现象,在惯性压差,
11、流束产生收缩现象,在惯性带动下,流束最小截面在孔板后的带动下,流束最小截面在孔板后的带动下,流束最小截面在孔板后的带动下,流束最小截面在孔板后的IIIIIIII截面处,这里流速达到最大截面处,这里流速达到最大截面处,这里流速达到最大截面处,这里流速达到最大V V V V2 2 2 2,压力,压力,压力,压力P P P P2 2 2 2 ;到;到;到;到IIIIIIIIIIII截面处流速截面处流速截面处流速截面处流速降低到降低到降低到降低到V V V V3 3 3 3,压力为,压力为,压力为,压力为P P P P3 3 3 3 。二、二、差压式流量计(节流式)差压式流量计(节流式)取压点是在孔板
12、前后管壁上;取取压点是在孔板前后管壁上;取取压点是在孔板前后管壁上;取取压点是在孔板前后管壁上;取压点位置取决于测压方法。压点位置取决于测压方法。压点位置取决于测压方法。压点位置取决于测压方法。第6页,本讲稿共23页二、二、差压式流量计(节流式)差压式流量计(节流式)节流装置节流装置节流装置节流装置前流体压力较高,称为正压,常以前流体压力较高,称为正压,常以前流体压力较高,称为正压,常以前流体压力较高,称为正压,常以“十十十十”标志;标志;标志;标志;节流装置节流装置节流装置节流装置后流体压力较低,称为负压(注意不要与真空度混淆)后流体压力较低,称为负压(注意不要与真空度混淆)后流体压力较低,
13、称为负压(注意不要与真空度混淆)后流体压力较低,称为负压(注意不要与真空度混淆),常以,常以,常以,常以“一一一一”标志。标志。标志。标志。节流装置节流装置节流装置节流装置前后压差的大小与流量有关。管道中流动的流前后压差的大小与流量有关。管道中流动的流前后压差的大小与流量有关。管道中流动的流前后压差的大小与流量有关。管道中流动的流体流量越大,在节流装置前后产生的压差也越大,我们只体流量越大,在节流装置前后产生的压差也越大,我们只体流量越大,在节流装置前后产生的压差也越大,我们只体流量越大,在节流装置前后产生的压差也越大,我们只要测出孔板前后两侧压差的大小,即可表示流量的大小,要测出孔板前后两侧
14、压差的大小,即可表示流量的大小,要测出孔板前后两侧压差的大小,即可表示流量的大小,要测出孔板前后两侧压差的大小,即可表示流量的大小,这就是节流装置测量流量的基本原理。这就是节流装置测量流量的基本原理。这就是节流装置测量流量的基本原理。这就是节流装置测量流量的基本原理。值得注意的是值得注意的是值得注意的是值得注意的是:要准确地测量出截面:要准确地测量出截面:要准确地测量出截面:要准确地测量出截面与截面与截面与截面与截面处的压力处的压力处的压力处的压力是有困难的,这是因为产生最低静压力的截面是有困难的,这是因为产生最低静压力的截面是有困难的,这是因为产生最低静压力的截面是有困难的,这是因为产生最低
15、静压力的截面的位置随的位置随的位置随的位置随着流速的不同会改变的着流速的不同会改变的着流速的不同会改变的着流速的不同会改变的,事先根本无法确定。事先根本无法确定。事先根本无法确定。事先根本无法确定。第7页,本讲稿共23页2.2.流量基本方程式流量基本方程式在在在在I I和和和和IIII截面处,已知流速和压力分别是截面处,已知流速和压力分别是截面处,已知流速和压力分别是截面处,已知流速和压力分别是V1V1、V2V2、P1P1P1P1、P2P2P2P2;水平管道:水平管道:水平管道:水平管道:HH1 1HH2 2;假设是不可压缩液体:假设是不可压缩液体:假设是不可压缩液体:假设是不可压缩液体:1
16、1 2 2;柏努利方程式柏努利方程式柏努利方程式柏努利方程式连续性方程式连续性方程式连续性方程式连续性方程式F F1 1管道截面积;管道截面积;管道截面积;管道截面积;F F2 2流束最小截面积,为了方便取孔板开孔面积流束最小截面积,为了方便取孔板开孔面积流束最小截面积,为了方便取孔板开孔面积流束最小截面积,为了方便取孔板开孔面积F F0 0;第8页,本讲稿共23页2.2.流量基本方程式流量基本方程式(323)(323)(324)(324)式中式中式中式中 流量系数;流量系数;流量系数;流量系数;膨胀校正系数,但对不可压缩的液体来说,膨胀校正系数,但对不可压缩的液体来说,膨胀校正系数,但对不可
17、压缩的液体来说,膨胀校正系数,但对不可压缩的液体来说,常取常取常取常取=1=1;F F0 0节流装置的开孔截面积;节流装置的开孔截面积;节流装置的开孔截面积;节流装置的开孔截面积;pp节流装置前后实际测得的压力差;节流装置前后实际测得的压力差;节流装置前后实际测得的压力差;节流装置前后实际测得的压力差;1 1节流装置前的流体密度。节流装置前的流体密度。节流装置前的流体密度。节流装置前的流体密度。第9页,本讲稿共23页第10页,本讲稿共23页3.3.标准节流装置标准节流装置 差压式流量计差压式流量计差压式流量计差压式流量计,国内外已把最常用的节流装置、孔板、,国内外已把最常用的节流装置、孔板、,
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