概述
介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。
流量概念-----指单位时间内流过管道某一截面的流体的体积,即瞬时流量。 流量的两种表示方法:
体积流量Q---单位时间内通过管道某一截面的物料体积(m3/h) 质量流量M---单位时间内通过管道某一截面物料的质量(kg/h) 若流体的密度为p时,M=Qp
测量流体流量的叫流量计,测量流体总量的叫计量表,但是现在流量计通常包含测的瞬时流量以及累计流量
流量的单位有 m3/h l/s 1m3=1000l 二、流量计的分类
1.速度式流量计 以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。(差压流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计、堰式流量计)
2.容积式流量计 以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。 (椭圆齿轮流量计、活塞式流量计)
3.质量流量计 以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。 看表3-2
三、差压式(节流式)流量计 1、测量原理:
在气体的流动管道上装有一个节流装置,其内装有一个孔板,中心开有一个圆孔,其孔径比管道内径小,气体流过孔板时由于孔径变小,截面积收缩,使稳定流动状态被打乱,因而流速将发生变化,速度加快,气体的静压随之降低,于是在孔板前后产生压力降落,即差压(孔板前截面大的地方压力大,通过孔板截面小的地方压力小)。差压的大小和气体流量有确定的数值关系,即流量大时,差压就大,流量小时,差压就小。流量与差压的平方根成正比。
1:节流元件 2:引压管路 3:三阀组 4:差压计
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优点:
1、应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 2、应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;
3、检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。 缺点:
1、 测量精度普遍偏低; 2、 范围度窄,一般仅3:1~4:1; 3、 现场安装条件要求高; 4、 压损大(指孔板、喷嘴等) 简单介绍标准节流元件 孔板、文丘里管
四、转子式流量计
浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降,改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表,又称转子流量计
转子流量计利用流体节流作用测量流体的体积流量。结构有锥管和浮子。 如图P55 图3-26 如图所示,被测流体从下向上经过锥管1和浮子2形成的环隙3时,浮子上下端产生差压形成浮子上升的力,当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时, 浮子便上升,环隙面积随之增大,环隙处流体流速立即下降,浮子上下端差压降低,作用于浮子的上升力亦随着减少,直到上升力等于浸在流体中浮子重量时,浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系 特点
结构简单,直观;使用维护方便;压力损失小
转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm的小流量,也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上,流体介质自下而上地通过转子流量计。
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五、椭圆齿轮流量计
属于容积式流量计的一种,它对被测流体的黏度变化不敏感,适合测量黏度高的流体甚至是糊状物
测得旋转频率就可求得体积流量。 Q=4nV 看书P59 图3-29
特点:适合测高粘度流体,测量精度高,压力损失小,安装方便 被测介质不能含固体颗粒,但价格昂贵,维护困难 六、电磁流量计 1、工作原理:
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时,则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压只与流体的流速有关 ,由此推到出流量的公式
Q=∏DE/4B 2、特点:
A;测量管道内没有可动部件或突出于管内的部件,所以几乎没有压力损失,可以测量各种腐蚀性液体以及带有悬浮颗粒的浆液。
b.输出电流与介质流量呈线性关系,且不受液体物理性质(温度、压力、粘度、密度)或流动状态的影响。流速的测量范围大。 c.一般精度为0.5 级到1.5级。
d.被测介质必须是导电液体,导电率一般要求不小于水的导电率。不能测量气体、蒸气及石油制品等的流量。
e.信号较弱,满量程时只有2.5~8mV ,抗干扰能力差。电源电压的波动会引起磁场强度的变化,从而影响到测量信号的准确性。 七、漩涡流量计 1、工作原理:
涡街流量计应用是根据卡门(Karman)涡街原理来测量流量的,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 。 2、特点
涡轮流量计安装方便,测量精度高,可耐高压,静压可达50MPa。由于基于磁电感应转换原理,故反应快,可测脉动流量。输出信号为电频率信号,便于远传,不受干扰。 八、质量流量计
流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力,它是科里奥利在1832年研究水轮机时发现的,简称科氏力
1、直接式(科里奥利质量流量传感器)
是利用流体在直线运动的同时, 处于一个旋转系中,产生与质量流量成正比的科里奥利力而制成的
2、间接式
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如应用超声流量计和密度计组合,对它们的输出再进行乘法运算以得出质量流量。
九、流量计的选型
1:仪表性能(精度、线性度、压力损失、上下限流量,信号输出特性等) 2:流体特性(流体温度、压力、密度、黏度、化学性质等) 3:安装条件(管道方向,管道口径、防爆、接地) 4:环境条件(温度、湿度、电磁干扰) 5:经济因素
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