流量检测仪表

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1、流量检测仪表流量检测仪表编制：刘莉圆编制：刘莉圆2015年年5月月一、概述二、流体的基本知识三、流量仪表的分类四、节流式流量计五、转子流量计六、涡轮流量计七、电磁流量计八、椭圆齿轮流量计九、涡街流量计十、热式质量流量计十一、科里奥利质量流量计一、概述一、概述在石油化工生产过程自动检测和控制中，为了有效地操作、控制和监测，需要检测各种流体的流量。此外，对物料总量的计量还是能源管理和经济核算的重要依据。因此流量检测仪表是发展生产、节约能源、提高经济效益和管理水平的重要工具。1.1流量的定义：指单位时间内流体(气体、液体或固体颗粒等)流经管道或设备某处横截面的数量，又称瞬时流量。瞬时流量有体积流量和

2、质量流量之分。 体积流量体积流量：当流体以体积表示时称为体积流量。 体积流量是指单位时间内通过某截面的流体的体积，单位为m3/s。 质量流量质量流量：当流体以质量表示时称为质量流量。质量流量是指单位时间内通过某截面的流体的质量，单位为kg/s。1.2流量的范围 流量范围指流量计可测的最大流量与最小流量的范围。1.3量程和量程比流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流量的比值称为量程比，亦称流量计的范围度。 1.4允许误差流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最大误差。1.5压力损失安装在流通管道中的流量计实际上是一个阻力件，流体流过流量计时将造成不可恢复的能量损失，即

3、压力损失。压力损失通常用流量计的进、出口之间的静压差来表示，随流量的不同而变化。压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。压力损失小，流体能消耗小，输运流体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大，经济效益相应降低。所以我们一般都希望流量计的压力损失愈小愈好。 二、流体的基本知识二、流体的基本知识在流量测量中，必须准确地知道反映被测流体属性和状态的各种物理参数，如流体的密度、黏度、压缩系数等。对管道内的流体，还必须考虑其流动状况、流速分布等因素。2.1流体的密度单位体积的流体所具有的质量称为流体密度，以表示。式中：流体密度，kg/m3；m流体的质量，kg；V流体的体积，m3。 2.2压缩性

4、和膨胀性所有流体的体积都随温度和压力的变化而变化。在一定的温度下，流体体积随压力增大而缩小的特性，称为流体的压缩性；在一定压力下，流体的体积随温度升高而增大的特性，称为流体的膨胀性。压缩系数：指当流体温度不变，所受压力变化时，其体积的变化率.膨胀系数：指流体温度变化1时其体积的相对变化率。mV2.3不可压缩流体和可压缩流体根据流体的密度或体积随温度或压力而变化的不同程度，通常可将流体分为不可压缩流体和可压缩流体。 由于液体的可压缩性和膨胀性很小，因此通常情况下都被作为不可压缩流体来处理，其密度近似为常数。这使液体的研究得到大大简化。气体的密度或体积随温度或压力的变化较大，因此通常情况下都将气体

5、作为可压缩流体来处理。当然，在一些实际问题中，若压力或温度变化很小，气体密度基本保持恒定，也可以将气体近似作为不可压缩流体来处理，如流速小于70100ms的气体。2.4粘滞性所有流体在有相对运动时都要产生内摩擦力，并阻碍流层间的相对运动，这种性质称为流体的黏滞性。它阻碍流体间的相对运动，影响流体的流速分布，产生能量损失(压力损失)，影响流量计的性能指标。 牛顿经实验研究发现，流体运动产生的内摩擦力(黏滞力)与沿接触面法线方向的速度变化(即速度梯度)成正比，与接触面的面积成正比，与流体的物理性质有关，而与接触面上的压力无关。这就是牛顿内摩擦定律。动力黏度是表示流体物理性质的一个比例系数，其物理意

6、义为单位速度梯度下流体内摩擦应力的大小。它直接反映了流体黏性的大小，值愈大，流体的黏滞性愈强。在流体力学中，还可以用运动黏度，或称黏性运动系数v表示流体的黏滞性，其定义为动力黏度与流体密度的比值，即式中 v流体的运动黏度，m2s。2.5雷诺系数雷诺数是流体流动的惯性力与黏滞力之比，表示为vvR edvd Re雷诺数 (无量纲); v-流过横截面的平均流速 (m/s); 流体的密度 (kg/m3); d管道内径 (m);动力粘度 (N.s/m2);运动粘度 (m2/s).Re2320时为层流，Re2320时为紊流。雷诺数置Re越小，说明黏性力的作用越大，流动就越稳定；Re越大，说明惯性力的作用越

7、大，流动就越紊乱。雷诺数是判别流体状态的准则，在紊流时流体流速分布更是与雷诺数有关，因此在流量测量中，雷诺数是很重要的一个参数。vR edvd伯努利方程：单位质量流体所具有的机械能是相等的。即所携带的总能量在所流经的路程上任意位置时总是守恒的，但其位能、压能和动能是可以相互转化的。它与总流的连续性方程式一起是解决工程上流体运动问题的两个非常重要的方程式。三、流量仪表的分类及选型1. 利用伯努利方程原理，通过测量流体差压信号来反映流量的差压式流量测量法； 2. 通过直接测量流体流速来得出流量的速度式流量测量法；3. 利用标准小容积来连续测量流量的容积式测量；4. 以测量流体质量流量为目的的质量流

8、量测量法；5. 其他方法。差压式流量计：流体流过管道中的阻力件时，产生的压力差与流量之间有确定的关系，通过测量差压值求得流量。流量计名称可测流体 适用管径(mm) 精度(%) 安装 直管段 压损节流式孔板液,气,蒸汽 50 10001 2要大喷嘴液,气,蒸汽 50 500要中文丘里管液,气,蒸汽 100 1200要小均速管液,气,蒸汽 25 90001要小转子流量计液,气4 1502垂直靶式流量计液,气,蒸汽 15 2001 4要小弯管流量计液,气0.5 5要小容积式流量计直接对仪表排出的定量流体计数确定流量。流量计名称可测流体 适用管径(mm) 精度(%) 安装 直管段 压损椭圆齿轮流量计液

9、10 4000.20.5装过滤器不要大腰轮流量计液,气大双转子流量计液中刮板流量计液0.2小速度式流量计通过测量管道截面上流体平均流速来测量流量。流量计名称可测流体 适用管径(mm)精度(%) 安装 直管段 压损涡轮流量计液,气4 6000.10.5过滤要小涡街流量计液,气,蒸汽15 3000.5 1要小电磁流量计导电液体 6 30000.3 1要无超声波流量计液,气100.151要无质量流量计：直接式：直接检测与质量流量成比例的量来质量流量。流量计名称可测流体适用管径(mm) 精度(%) 直管段 压损直接式科氏质量流量计液,气15 2000.10.5不要小冲量式质量流量计 固体粉料0.22热

10、式质量流量计气20 5001 2要小间接式：同时测体积流量和流体密度来计算质量流量。流量计名称可测流体适用管径(mm) 精度(%) 直管段 压损间接式差压式 + 密度液,气体积式 + 密度液,气差压式 + 体积式液,气四、差压式流量计420 mA 节流装置差压变送器流量显示仪表qPI01q开方器I02420 mA 4.1节流原理节流装置节流装置：安装于管道中，将流过管道中的流量q 转换成差压P 节流件前后的差压与流量成平方关系。引压导管引压导管：取节流装置前后产生的差压，传送给差压变送器。差压变送器差压变送器：将差压P转换为标准电信号 I0121vqKP PKI201开方器开方器: : 将差压

11、变送器的电信号I01进行开方运算得出与q成线性关系得电信号 I02（4-20mA）。01302IKIvOKqI2节流原理：当流体流经管道内的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。基础：流体连续性方程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）。压差影响因素：流量、节流装置形式、管道内流体的物理性质（密度、粘度）孔板 文丘里管4.2常见节流装置4.2.1标准节流装置标准孔板标准孔板长径喷嘴长径喷嘴文丘里管文丘里管标准孔板标准孔板：是节流装置中规格最多、用量最大的一种，按照国际标