第七章 流速及流量测量1
假设流经管道的流体为不可压缩的流体,对截面1、 2列写: 2 '2 1 1 连续运动方程: D v d v (1)
4 1 4 2
伯努利方程:
P v1 P v 2 (2)
' 1 1 2 ' 2 1 2
' 2
2
2
d 由1式得: v1 v 2 D
代入2式
4.配套仪表
双管差压计、双波 纹管差压计、电容 式差压变送器等。 若直接显示流量, 仪表内需要有开方 器。
思考题:
采用孔板、差压变送器组成的测量系统测 量管道内流体的流量。已知差压变送器的 量程为0—0.6KPa,输出4—20mA,对 应流体的流量为0— 4.0m3 / s 。 1.当仪表的指示流量为 时,对 应的孔板两端的输出压差为多少? 当差压变送器的输出为12mA时,流体的 流量为多少?
8030涡轮式流量传感器
专为轻腐蚀性无固 态的液体设计,整 体涡轮和电子模板 可通过卡式插头快 速方便地连接,传 感器产生一个与流 量成比例,便于发 送和处理的频率信 号。
V M 0.12 C
(1+ε )=1.0034
所以气体的可压缩性程度对于动压的影响很小,一 般情况下可忽略。
1.测量原理
国标中规定:测压管的使用上限流体马赫 数M<0.25,测量下限流速在全压孔的 Re>200。上限或下限的规定都是为了避免 造成过大的测量误差。
2.静压的测量
•(1)测量原理:
r 2 Vr Vo 1 R
V 1 V0 2 (2)紊流:
r0=0.7071R
1 n
r V r Vo 1 R
V 1 V0 2
r0=0.762R
所以如果知道被测流 体的状态,可根据流 体的流速分布情况布 置测点,
测点的选择
Pj v P0 0
1 2 2
v
2
( P0 Pj ) _________动力测压法基本公式
结论:测出全压和静压即可测得流体流速。
1.测量原理
对于可压缩性气体总压和静压之间关系式为:
P0 Pj 1 v 2 (1 ) 2
可压缩性修正系数
M 2 2 k 4绝热指数 M 4 24 马赫数 •在通风空调工程中,气体流速一般低于40m/s,空 气温度为20℃,常温下音速为343m/s,
角接取压的取压孔位于孔板 或喷嘴上下游两侧端面处。
法兰取压的取压孔轴线 与孔板上下游两侧端面 的 距 离 各 为 25.4±1mm 。
(2)流体条件及管道要求
1)标准节流装置只适用于圆形截面的管道中单项、 均质流体的流量,流体应充满圆管并连续稳定流 动,流速应小于亚音速,流体在到达节流件前应 是充分发展的紊流。 2)节流件上下游的直管段长度应符合标准的要求。
二.
qm—质量流量 qw—重量流量 qv—体积流量
表达方式
kg/s kgf/s m3/s
qm qw q v g
转换关系:
•标准体积流量:温度为20℃,压力为一标 准大气压测得的体积流量为标准体积流量。
流量计分类
1.差压式流量计:如:毕托管、孔板、喷嘴、 文丘里管、转子流量计等 2.速度式流量计:流体推动叶轮旋转,叶轮转 速与流速成正比。如:水表、涡轮流量计。 3.容积式流量计:流量计在被测流体的推动下, 将流体一份份封闭在测量腔体内,并一份份 推送出去,根据单位时间内推送出去的体积 数实现流速的测量。 4.其他类型流量计:电磁流量计、涡街流量计、 超声波流量计、质量流量计等。
流量公式
f v f g v f g pAf
1 p v f g( f ) Af 2 Q A0 p
由上面两式
Q A0 2 gv f Af
f
由于锥度小,
Q ch
A0 ch
Af
2 gv f
f
流量公式
刻度校正
转子流量计在出厂时,对于测量气体的流量 计,是以空气标定流量的,对于测量液体的 流量计是以水标定流量的。当转子流量计用 于其他气体或液体流量测量时,应进行密度 修正。对应的校正系数为:
以等环面法为例:
圆形管道 1. 将截面分成面积相等的数个 同心圆环。一般n>=5,直径 小于300mm时,n=3 2. 按中间矩形法布置测点。在 每一个圆环内布置测点,测 点所在圆周恰将圆环面积平 分,推荐均布四个。也可按 切比雪夫法布置测点。 3. 平均流速等于各点平均
二.利用节流装置进行流量测量
AVM-03风速计
风速计
檔位 M/S KNOTS
测量范围 0.3-45.0 0.6-88.0
分辨率 0.1 0.1
误差 ± 3% or 0.1 位 ± 3% or 0.1 位
ft/min
Km/hr 温度(AVM-03) 温度(AVM-03) ℃ ℉
60-8800
1-140.0 0-60 32-140
HH50系列智能金属管浮子流量计
四.动压平均管(阿纽巴管、笛形管) 测量平均动压,即测量平均流速。
大家都见过水表吧
第五节 叶轮式流量计
一.水表 分类:根据水流特点: 切线流: 单流束、多流束 竖式流: 轴流式: 根据流量指示部分位置: 湿式水表:流量指示部分处于水中 干式水表:流量指示部分处于空气中。
v2
1 d 1 D
'
4
P
2
' 1
P2'
qv F v2
d '2 4
1 d' 1 D
4
P
2
' 1
P2'
kg/s
继续 看吧
d
qm F v2 4 d
'2
1 d' 1 D
4
第七章 流速及流量测量
空气流速流量测量方法
机械法 转杯风速仪 动压法 毕托管 散热率法 热线风速仪,热球风速仪,可 测低速 节流式 喷嘴 激光测速、超声波 卡门涡街
第一节 流速测量
一.机械法测量流速 二.散热率法测量流速 三. 动压法
一.机械法测量流速
1.种类:翼式、杯式
三.转子流量计
•恒压降变截面
流量不同转子的高度不同
qv F0
2
P
看看原理吧
(1)当压差Δ P对浮子产生 向上的作用力与介质对浮 子的浮力之和等于浮子重 量时,浮子就处于平衡状 态。 (2)随着流量的增加,差压 Δ P增大,所以浮子上升。 (3)随着流量减少,差压Δ P减小,所以浮子 下降,
(1)介质为液体 k1
f f
0
0
刻度校正
Q ch
Q ch
2 gv f Af
2 gv f Af
f 0 k1 0
f f
0
0
f
(2)介质为空气 0 或 k2
PT 0 P0T
第三节 差压式流量计
一.利用毕托管测量流量
问题?
利用毕托管可以测得管道内流体的流速, 但毕托管所测得的是点流速,而由于流体 的粘性作用,管道内截面上各点的分布并 不均匀,而要想得到管道内流体的流量需 要得到管道内的平均流速,而管道内哪一 点的流体流速等于平均流速呢?
先看看管道内流体的速度分布吧
(1)层流:
2 P P
' 1
' 2
m3/s
P
' 2
用实际测得的压差代替 P P ,d’用孔板的开 d 口孔径d代替, 用β 表示,并且采用一流出系 D 数C或流量系数α 。上述公式为:
' 1
继续 看吧
CC 2 2 22 2 2 2 22 2 22 C 2 2 2 qv qv d dd PP dd PP 0F0 P P qv P d P F F0 P 4 44 4 44 1 11 4 44
v kp 2
( P0 Pj)
kp为速度校正系数,一般情况下毕托管在使用 之前需要进行标定,以确定速度校正系数。
想知道分类吗
(1)L形毕托管:标准形毕托管,
继续看吧
(2)T形毕托管:迎着 流体的开口端测量流 体的总压,背着流体 的开口端测量流体的 静压。一般用于测量 含尘浓度较高的空气 流速,速度校正系数 一般为0.83—0.87。 例如测量烟气流速。
10
0.1 0.1 0.1
± 3% or 10 位
± 3% or 0.1 位 ± 0.8 ± 1.5
二.散热率法测量流速
原理:散热率与流体的流速成正比。 1.热线风速仪 测量方法:恒电流法、恒温法
I I→ v T
T →v
恒流型
恒温型
三.动力测压法测量流速
1.原理
A B
•当气流速度较小,可不考虑流体的可压缩性,并认 为他的密度为常数,建立伯努利方程:
m3/s
qm F0 2P
kg/s
若流体为可压缩性流体,则
qm F0 2P
kg/s
流量系数α 由实验决定,与节流件形式、 取压方式、RED、m管道粗糙度有关。
3.标准节流装置
(1)标准节流装置取压方式
角接取压 法兰取压 环室取压
标准孔板:
直接钻孔取压
标准喷嘴:角接取压 文丘里管:角接取压
二.涡轮流量计
1.传感器组成
二.涡轮流量计
详细结构
2.工作原理
转数