流量的测量

化学工程基础流体流量的测量化学工程基础流体流量的测量•重要性•分类差压式流量计速度式流量计容积式流量计质量流量计化学工程基础测速管(皮托管)1、结构2、原理点A:动能与静压能之和称为冲压能.点B:只测得静压能.U形管:测得内外管压差,即动能.221uphAphB2221)21(upuphhhBA化学工程基础3、测速管的安装与使用1）必须保证测量点位于均匀流段，一般要求测量点上、下游的直管长度最好大于50倍管内径，至少也应大于8～12倍。2）测速管管口截面必须垂直于流体流动方向，任何偏离都将导致负偏差。3）测速管的外径d0不应超过管内径d的1/50，即d0d/50。测速管对流体的阻力较小，适用于测量大直径管道中清洁气体的流速，若流体中含有固体杂质时，易将测压孔堵塞，故不易采用。此外，测速管的压差读数教小，常常需要放大或配微压计。测速管(皮托管)hu2式中Δh值由液柱压差计的读数R来确定。当使用U形管压差计时，若读数为R，则)(20Rgu化学工程基础孔板流量计1、结构2、原理流速大,压力小流速小,压力大化学工程基础在1-1′截面和2-2′截面间列柏努利方程，暂时不计能量损失，有变形得或孔板流量计2222112121upup2121222ppuupuu22122由于上式未考虑能量损失，实际上流体流经孔板的能量损失不能忽略不计；另外，缩脉位置不定，A2未知，但孔口面积A0已知，为便于使用可用孔口速度u0替代缩脉处速度u2；同时两测压孔的位置也不一定在1-1′和2-2′截面上，所以引入一校正系数C来校正上述各因素的影响，则上式变为：pCuu22120化学工程基础孔板流量计1001AAuupAACu2)(12100将U形压差计公式代入上式中，得)(2000RgCu根据连续性方程，对于不可压缩性流体得代入上式，整理后得2100)(1AACC令pCu200则所以流体的体积流量)(200000RgACAuVS质量流量)(2000RgACwS孔流系数化学工程基础孔板流量计孔板流量计的安装：孔板流量计安装时，上、下游需要有一段内径不变的直管作为稳定段，上游长度至少为管径的10倍，下游长度为管径的5倍。孔板流量计的优缺点：优点：结构简单，制造与安装方便；缺点：能量损失较大。化学工程基础文丘里流量计孔板流量计的主要缺点是能量损失较大，其原因在于孔板前后的突然缩小与突然扩大。若用一段渐缩、渐扩管代替孔板，所构成的流量计称为文丘里流量计或文氏流量计，如图所示。当流体经过文丘里管时，由于均匀收缩和逐渐扩大，流速变化平缓，涡流较少，故能量损失比孔板大大减少。化学工程基础文丘里流量计式中CV——文丘里流量计的流量系数(约为0.98～0.99)A0——喉管处截面积，m2。文丘里流量计的测量原理与孔板流量计相同，也属于差压式流量计。其流量公式也与孔板流量计相似，即)(200RgACVVS由于文丘里流量计的能量损失较小，其流量系数较孔板大，因此相同压差计读数R时流量比孔板大。文丘里流量计的缺点是加工较难、精度要求高，因而造价高，安装时需占去一定管长位置化学工程基础转子流量计结构与原理化学工程基础转子流量计化学工程基础转子流量计转子流量计的流量方程如图，取转子下端截面为1-1′,压强为p1，上端截面为2-2′，压强为p2，用分别表示转子的体积、最大截面积和转子的密度，ρ表示流体的密度。fffAV、、转子在流体中处于平衡时转子承受的压力差=重力-浮力即gVgVAppffff)(21fffAgVpp)(21为常量化学工程基础转子流量计仿照孔板流量计，可写出转子流量计的流量方程：)(2221ppACpACVRRRRsfffRRsApgVACV)(2CR——转子流量计的流量系数AR——转子与玻璃管间的环隙面积，m2化学工程基础转子流量计特点：恒压差、恒流速、变截面优点：读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精度较高，对不同的流体适用性广。缺点：玻璃管不能经受高温和高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎。注意事项：转子流量计的刻度与被测流体密度有关。通常流量计在出厂之前用水和空气分别作为标定流量计刻度的介质，若测量其它流体，需进行标定。