第四章 流量测量及变送概述差压式流量计靶式流量计容积式流量计转子流量计其他流量计质量流量计小 结第一节 概述 一、瞬时时流量单单位时间时间 内流过过某一截面的流体数量。 1. 体积积瞬时时流量单单位时间时间 内流经经某一有效截面的流体体积积 。常用单单位：L/h，m3/h 等 。2. 质质量瞬时时流量单单位时间时间 内流经经某一有效截面的流体质质量。 常用单单位：t/h，kg/h 等。 可采用体积积或质质量流量来表示： 返回第一节 概述 二、累积积流量(总总量)某一段时间时间 内流经经某一有效截面的流体总总和。 1. 体积积累积积流量某一段时间时间 内流经经某一有效截面的流体体积总积总 和。 常用单单位：L，m3 等 2. 质质量累积积流量某一段时间时间 内流经经某一有效截面的流体质质量总总和。 常用单单位：t，kg 等 测测量瞬时时流量的仪仪表一般称流量计计，测测量累计计流量(总总量) 的仪仪表称为为计计量表（总总量表）。 返回第一节 概述 三、关于气体体积积流量测测量 气体体积积流量测测量单单位采用标标准立方米。其换换算公式为为物理标标准状态态： 0 ，0.101325MPa工业标业标 准状态态：20，0.101325MPaQ00 = Q2020由理想气体定律：Q0 = 0.9318 Q20返回一、概述 由管道中节节流元件产产生的差压压和 已知流体条件及节节流元件与管道的 几何尺寸进进行流量测测量。第二节 差压式流量计差压压式流量计计的组组成:1. 节节流装置(节节流件和取压压装置)vP 2. 引压压管路与三阀组阀组3. 差压计压计 (差压变压变 送器)P 420mA信号输输出 将P 差压计压计 ，回零检查检查 及维维修。返回二、节节流原理及流量方程1. 节节流原理分析 第二节 差压式流量计动压动压 能与静压压能转换转换 的原理。流体流经节经节 流元件将QP ，测测量P进进行流量测测量。节流原理节节流元件：改变变管道中流体流通 面积积的元件。返回第二节 差压式流量计2. 流量基本方程 根据质质量守恒定律和能量守恒定律得到：直径比，=d/D; C 流出系数； d 工作条件下节节流件的孔径； 1 节节流装置上游流体密度；D 工作条件下上游管道内径； P 节节流装置前后测测得的差压压；A0 节节流件的开孔截面积积， 可膨胀胀性系数（液体 =1；可压缩压缩 流体 喷喷嘴 文丘利管加工安装难难度: 孔板 104流体测测量。(6) 因采用流体振动动原理，安装地点应应避免机械振动动。 (3) 精度较较高，0.51.0，可适用液体、气体和蒸气； 返回第六节 其他流量计三、涡轮涡轮 流量计计 1. 结结构 涡轮涡轮 ：叶片由高导导磁材料制成； 导导流器：对对流体导导流并支承涡轮涡轮 ；壳体：非导导磁材料制成； 前置放大器：放大转换转换 器输输出的 电电信号。 2. 工作原理 J 涡轮涡轮 的转动惯转动惯 量； d/dt 涡轮涡轮 角加速度； T 推动转动动转动 的旋转转力矩； Ti 阻碍旋转转的各种阻力矩。涡轮涡轮 运动动方程为为动动量矩守恒返回磁电感应转换器：产生与叶片转速成正比的电信号；第六节 其他流量计阻力矩：流体阻力矩T1机械摩擦阻力矩T2电电磁系统统阻力矩T3流量恒定时时: d/dt=0，则则 T =T1 + T2 + T3 涡轮涡轮 以角速度作匀速旋转转。 流量变变化时时: d/dt0，涡轮涡轮 作加速或减速旋转转。 经经一段时间时间 达到新稳态稳态 。稳态稳态 方程流量与脉冲频频率的关系为为：测量原理返回流量系数，一定范围围内为为常数。 3. 特点 (1) 精度高，0.10.5%，可作准确计计量仪仪表。(2) 反应应迅速，可测测脉动动流量，线线性。 (3) 输输出频频率信号，抗干扰扰能力强。 成本高、寿命短。(4) 应应水平安装，流量计计前应应加过滤过滤 装置。 注意：各流量计计不得混淆。返回第七节 质量流量计直接式：直接检测检测 与M成比例的变变量。间间接式(推导导式)：同时检测时检测 Q和，经经运算得M。 温度、压压力补偿补偿 式：同时检测时检测 Q、t、p，计计算修正 ，与Q运算得M。测测量方法：返回第七节 质量流量计一、科里奥利质质量流量计计 利用科里奥利力制成的质质量流量计计。 1. 科里奥利力 在匀角速度转动转动 参照系中的运动动物体，除附加惯惯性离 心力作用外，所附加的另外一种惯惯性力。 科氏力的大小取决转动转动 角速度和物体的径向速度v 。fc存在条件：运动动速度v和转动转动 角速度必须须同时时存在。v与垂直fc最大；两者平行fc=0。返回第七节 质量流量计(1) 右手握起四指为为旋转转角速度运动动方向， 拇指垂直向上的方向为为法线线方向P；(2) 四指由质质点运动动(流速)方向，向90的法线线方向P握起，拇指垂直向上的方向即fc方向。fc方向由右手法则则判定：扭曲方向总总是出水侧摆侧摆 动领动领 先于入水侧侧，流速越 大，出水侧侧相位领领先于入 水侧侧越多。m返回第七节 质量流量计2. 科里奥利质质量流量计计流量测测量管在电电磁系统驱动统驱动 下，以固有频频率作周期性 振动动，频频率80Hz，振幅约约1mm。U型管流入、流出侧侧流动动方向相反，两侧侧受到大小相同 、方向相反的科氏力。则则扭转转力矩为为： Mc fc1 r1 fc2 r2 2fc rU形管刚刚性作用形成的反作用 力矩： 、KsU形管扭转变转变 形角、弹弹性系数。返回第七节 质量流量计科里奥利力流量计计的基本方程。r、 Ks由U形管材料和几何尺寸所确定的常数。t两个检测检测 器脉冲之间间的时间间时间间 隔。返回第七节 质量流量计质量流量计返回第七节 质量流量计3. 特点 直接测测量。适合各种液体、足够够密度的高压压气体或含少量气体的两相流；精度高（0.15或0.2级级）。对对管路振动较动较 敏感， 限于200mm以下管径， 压损较压损较 大，体积积笨重 ，价格较较高。无直管段要求。二、间间接式质质量流量计计（参见见教材8587页页，略） 返回返回小 结一、差压压式流量计计二、靶式流量计计三、容积积式流量计计动压动压 能与静压压能转换转换 ，恒截面、变压变压 差。由标标准节节流装置、引压压管路和差压计组压计组 成。vP 标标准节节流装置：按给给定操作条件设计设计 、加工而成，条件变变化需考虑虑修正。按国标设计标设计 、加工、安装的节节流装置， 无需标标定（标标准节节流元件和取压压方式）。流体动压动压 原理。动压动压 F容积积分界法。恒压压差、变变面积积。 刻度换换算：标标定条件、气、液体修正公式。Q h四、转转子流量计计 改变变流通面积积。返回小 结六、质质量流量计计五、其他流量计计 1. 电电磁流量计计vEx 2. 旋涡涡流量计计电电磁感应应涡涡街流量计计 流体自然振动动 旋进进旋涡涡流量计计 流体强迫振动动v 旋涡频涡频 率f3. 涡轮涡轮 式流量计计v f动动量矩守恒直接式 由科氏力测测Mvfc或t fc存在条件：速度v和转动转动 角速度同时时存在。v与垂直fc最大；两者平行fc=0。掌握各流量计计的原理、特点、适用介质质、工作条件、流量 与输输出的关系等。 返回流体振动动