『壹』 流量計有哪些分類方法
量流體流量的儀表統稱為流量計或流量表.流量計是工業測量中重要的儀表之一.隨著工業生產的發展,對流量測量的准確度和范圍的要求越來越高,流量測量技術日新月異.為了適應各種用途,各種類型的流量計相繼問世。目前已投入使用的流量計已超過100種。從不同的角度出發,流量計有不同的分類方法。常用的分類方法有兩種,一是按流量計採用的測量原理進行歸納分類:二是按流量計的結構原理進行分類。
一、按測量原理分類
(1)力學原理:屬於此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉子式;利用動量定理的沖量式、可動管式;利用牛頓第二定律的直接質量式;利用流體動量原理的靶式;利用角動量定理的渦輪式;利用流體振盪原理的旋渦式、渦街式;利用總靜壓力差的皮託管式以及容積式和堰、槽式等等。
(2)電學原理:用於此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。
(3)聲學原理:利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式.聲學式(沖擊波式)等。
(4)熱學原理:利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。
(5)光學原理:激光式、光電式等是屬於此類原理的儀表。
(6)原於物理原理:核磁共振式、核幅射式等是屬於此類原理的儀表.
(7)其它原理:有標記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關原理等。
二、按流量計結構原理分類
按當前流量計產品的實際情況,根據流量計的結構原理,大致上可歸納為以下幾種類型:
1.容積式流量計
容積式流量計相當於一個標准容積的容器,它接連不斷地對流動介質進行度量。流量越大,度量的次數越多,輸出的頻率越高。容積式流量計的原理比較簡單,適於測量高粘度、低雷諾數的流體。根據回轉體形狀不同,目前生產的產品分:適於測量液體流量的橢圓齒輪流量計、腰輪流量計(羅茨流量計)、旋轉活塞和刮板式流量計;適於測量氣體流量的伺服式容積流量計、皮膜式和轉簡流量計等.
2.葉輪式流量計
葉輪式流量計的工作原理是將葉輪置於被測流體中,受流體流動的沖擊而旋轉,以葉輪旋轉的快慢來反映流量的大小。典型的葉輪式流量計是水表和渦輪流量計,其結構可以是機械傳動輸出式或電脈沖輸出式。一般機械式傳動輸出的水表准確度較低,誤差約±2%,但結構簡單,造價低,國內已批量生產,並標准化、通用化和系列化。電脈沖信號輸出的渦輪流量計的准確度較高,一般誤差為±0.2%一0.5%。
3.差壓式流量計(變壓降式流量計)
差壓式流量計由一次裝置和二次裝置組成.一次裝置稱流量測量元件,它安裝在被測流體的管道中,產生與流量(流速)成比例的壓力差,供二次裝置進行流量顯示。二次裝置稱顯示儀表。它接收測量元件產生的差壓信號,並將其轉換為相應的流量進行顯示.差壓流量計的一次裝置常為節流裝置或動壓測定裝置(皮託管、均速管等)。二次裝置為各種機械式、電子式、組合式差壓計配以流量顯示儀表.差壓計的差壓敏感元件多為彈性元件。由於差壓和流量呈平方根關系,故流量顯示儀表都配有開平方裝置,以使流量刻度線性化。多數儀表還設有流量積算裝置,以顯示累積流量,以便經濟核算。這種利用差壓測量流量的方法歷史悠久,比較成熟,世界各國一般都用在比較重要的場合,約占各種流量測量方式的70%。發電廠主蒸汽、給水、凝結水等的流量測量都採用這種表計。
4.變面積式流量計(等壓降式流量計)
放在上大下小的錐形流道中的浮子受到自下而上流動的流體的作用力而移動。當此作用力與浮子的「顯示重量」(浮子本身的重量減去它所受流體的浮力)相平衡時,俘子即靜止。浮子靜止的高度可作為流量大小的量度。由於流量計的通流截面積隨浮子高度不同而異,而浮子穩定不動時上下部分的壓力差相等,因此該型流量計稱變面積式流量計或等壓降式流量計。該式流量計的典型儀表是轉子(浮子)流量計。
5.動量式流量計
利用測量流體的動量來反映流量大小的流量計稱動量式流量計.由於流動流體的動量P與流體的密度及流速v的平方成正比,即p v2,當通流截面確定時,v與容積流量Q成正比,故p Q2。設比例系數為A,則Q=A因此,測得P,即可反映流量Q.這種型式的流量計,大多利用檢測元件把動量轉換為壓力、位移或力等,然後測量流量。這種流量計的典型儀表是靶式和轉動翼板式流量計。
6.沖量式流量計
利用沖量定理測量流量的流量計稱沖量式流量計,多用於測量顆粒狀固體介質的流量,還用來測泥漿、結晶型液體和研磨料等的流量。流量測量范圍從每小時幾公斤到近萬噸。典型的儀表是水平分力式沖量流量計,其測量原理是當被測介質從一定高度h自由下落到有傾斜角的檢測板上產生一個沖力,沖力的水平分力馬質量流量成正比,故測量這個水平分力即可反映質量流量的大小。按信號(九)的檢測方式,該型流量計分位移檢測型和直接測力型。
7.電磁流量計
電磁流量計是應用導電體在磁場中運動產生感應電動勢,而感應電動勢又和流量大小成正比,通過測電動勢來反映管道流量的原理而製成的。其測量精度和靈敏度都較高。工業上多用以測量水、礦漿等介質的流量。可測最大管徑達2m,而且壓損極小。但導電率低的介質,如氣體、蒸汽等則不能應用。
電磁流量計造價較高,且信號易受外磁場干擾,影響了在工業管流測量中的廣泛應用。為此,產品在不斷改進更新,向微機化發展.
8.超聲波流量計
超聲波流量計是基於超聲波在流動介質中傳播的速度等於被測介質的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設計的。它也是由測流速來反映流量大小的。超聲波流量計雖然在70年代才出現,但由於它可以製成非接觸型式,並可與超聲波水位計聯動進行開口流量測量,對流體又不產生擾動和阻力,所以很受歡迎,是一種很有發展前途的流量計。
利用多普勒效應製造的超聲多普勒流量計近年來得到廣泛的關注,被認為是非接觸測量雙相流的理想儀表。
9.流體振盪式流量計
流體振盪式流量計是利用流體在特定流道條件下流動時將產生振盪,且振盪的頻率與流速成比例這一原理設計的.當通流截面一定時,流速與導容積流量成正比。因此,測量振盪頻率即可測得流量.這種流量計是70年代開發和發展起來的.由於它兼有無轉動部件和脈沖數字輸出的優點,很有發展前途。目前典型的產品有渦街流量計、旋進旋渦流量計。
10.質量流量計
由於流體的容積受溫度、壓力等參數的影響,用容積流量表示流量大小時需給出介質的參數。在介質參數不斷變化的情況下,往往難以達到這一要求,而造成儀表顯示值失真。因此,質量流量計就得到廣泛的應用和重視。質量流量計分直接式和間接式兩種。直接式質量流量計利用與質量流量直接有關的原理進行測量,目前常用的有量熱式、角動量式、振動陀螺式、馬格努斯效應式和科里奧利力式等質量流量計。間接式質量流量計是用密度計與容積流量直接相乘求得質量流量的。
在現代工業生產中,流動工質的溫度、壓力等運行參數不斷提高,在高溫高壓的情況下,由於材質和結構等方面的原因,直接式質量流量計的應用遇到困難,而間接式質量流量計由於密度計受濕度和壓力適用范圍的限制,往往也不好實際應用。因此,在工業生產中廣泛採用的是溫度壓力補償式質量流量計。可把它看作一種間接式質量流量計,不是配用密度計,而是利用溫度、壓力與密度間的關系,用溫度、壓力信號經函數運算為密度信號,與容積流量相乘而得到質量流量.目前溫度、壓力補償式質量流量計雖已實用化,但當被測介質參數變化范圍很大或很迅速時,正確地補償將很困難或不可能,因此進一步研究在實際生產中適用的質量流量計和密度計還是一個課題。
陳上述常用結構原理的流量計比各種結構的流量計很多,如適用於明渠測流的各種堰式流量計、槽式流量計;適於大口徑測流的插入式流量計;測量層流流量的層流流量計;適於二相流測量的相關法流量計;以及激光法、核磁共振法流量計和多種示蹤法、稀釋法測流等。隨著科技的發展和實際應用需要,新型流量計將不斷涌現流量計的類型將更為齊全。
『貳』 天然氣管道計算流量公式,詳細講解一下。
煤氣流量Q=1.11√[(ΔPd^5To)/(LλρT)]
式中:ΔP——管道兩端的壓力差(壓強差);d——管內徑;To——氣體在標准狀態下的溫度;L——管道長度;λ——管道的沿程阻力系數;ρ——煤氣的在標准狀態下的密度;T——煤氣在管內的溫度。
天然氣流量計採用卡門渦街原理製造,具有測量精度高、量程寬、功耗低、操作簡單、壓力損失小等優點,可測量工況體積流量或標准體積流量(一體化智能溫度、壓力補償),根據用戶需要,可附帶脈沖或4~20mADC電流輸出功能。是目前比較理想的天然氣計量儀表。
(2)沖板流量計算方法擴展閱讀:
在流體管道中,垂直插入—個柱形阻擋物,在其後部(相對於流體流向)兩側就會交替地產生旋渦。隨著流體向下游流動形成旋渦列,我們稱之為卡門渦街。我們把產生旋渦的柱形阻擋物定義為旋渦發生體。
實驗證明,在一定條件下旋渦的分離頻率與流體的流速成線性關系。因而,只要檢測出旋渦分離的頻率,即可計算出管道體的流速或流量。
『叄』 流體測量的基本原理和方法。
流量測量方法
名詞與術語
瞬時流量:單位時間內流過管道橫截面的流體量(m3/h、t/h)。
累計流量:在一段時間內流過管道橫截面的流體總量(m3、t)。
流量計:用於測量管道中流量的計量器具稱為流量計。
主要的質量指標
流量范圍:最大與最小可測范圍,該范圍內誤差不超過容許值。
量程和量程比:量程是最大流量與最小流量之差;量程比是最大流量與最小流量之比,又稱范圍度。
測量誤差
基本誤差:
准確度:流量計示值接近被測流量真值的能力,稱為流量計的准確度。
准確度等級有:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0級。
重復性:流量計在同一工作條件下,多次重復測量,其示值一致性的程度,反映儀表隨機性誤差的大小。
按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類;
按測量目的又可分為總量測量和流量測量,其儀表分別稱作總量表和流量計。
按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。
流量計簡介
流量測量方法和儀表的種類繁多。工業用的流量儀表種類達100多種。品種如此之多的原因就在於至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態以及任何使用條件都適用的流量儀表。
本文按照目前最流行、最廣泛的分類法,分別介紹各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發展情況。
序號 流量計種類 全球產量
百分比
1 差壓式流量計(孔板、文丘里) 45~55%
2 浮子流量計(又稱玻璃轉子流量計) 13~16%
3 容積式流量計(橢圓、腰輪、螺旋) 12~14%
4 渦輪流量計 9~11%
5 電磁流量計 5~6%
6 流體振盪流量計(渦街、旋進) 2.2~3%
7 超聲流量計(時差式、多普勒) 1.6~2.2%
8 熱式流量計 2~2.5%
9 科里奧利質量流量計 0.9~1.2%
10 其他流量計(插入式流量計 1.6~2.2%
1.1差壓式流量計
差壓式流量計是根據安裝於管道中流量檢測件產生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發展為三化(系列化、通用化及標准化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數,也可測量其它參數(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為:節流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標准化程度分為二大類:標準的和非標準的。
所謂標准檢測件是只要按照標准文件設計、製造、安裝和使用,無須經實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標准檢測件是成熟程度較差的,尚未列入國際標准中的檢測件。
差壓式流量計是一類應用最廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來,由於各種新型流量計的問世,它的使用量百分數逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計。
優點:
(1)應用最多的孔板式流量計結構牢固,性能穩定可靠,使用壽命長;
(2)應用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;
(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產,便於規模經濟生產。
缺點:
(1)測量精度普遍偏低;
(2)范圍度窄,一般僅3:1~4:1;
(3)現場安裝條件要求高;
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
應用概況:
差壓式流量計應用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用,如流體方面:單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等;工作狀態方面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方面:從幾mm到幾m;流動條件方面:亞音速、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。
1.2 浮子流量計
浮子流量計,又稱轉子流量計,是變面積式流量計的一種,在一根由下向上擴大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的,從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。
浮子流量計是僅次於差壓式流量計應用范圍最寬廣的一類流量計,特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期,日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。我國產量1990年估計在12~14萬台,其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。
特點:
(1)玻璃錐管浮子流量計結構簡單,使用方便,缺點是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風險;
(2)適用於小管徑和低流速;
(3)壓力損失較低。
1.3容積式流量計
原理
結構 容積式流量計按其測量元件分類,可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。
特點 (1)計量精度高;
(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響;
(3)可用於高粘度液體的測量;
(4)范圍度寬;
(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便。
缺點:
(1)結果復雜,體積龐大;
(2)被測介質種類、口徑、介質工作狀態局限性較大;
(3)不適用於高、低溫場合;
(4)大部分儀表只適用於潔凈單相流體;
(5)產生雜訊及振動。
應用 容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計並列為三類使用量最大的流量計,常應用於昂貴介質(油品、天然氣等)的總量測量。
工業發達國家近年PD流量計(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量儀表的13%~23%;我國約佔20%,1990年產量(不包括家用煤氣表)估計為34萬台,其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約佔70%和20%。
優點:
應用概況:
1.4 渦輪流量計
渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它採用多葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速,從而且推導出流量或總量的儀表。
一般它由感測器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。
渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質量流量計稱為流量計中三類重復性、精度最佳的產品,作為十大類型流量計之一,其產品已發展為多品種、多系列批量生產的規模。
優點:
(1)高精度,在所有流量計中,屬於最精確的流量計;
(2)重復性好;
(3)元零點漂移,抗干擾能力好;
(4)范圍度寬;
(5)結構緊湊。
缺點:
(1)不能長期保持校準特性;
(2)流體物性對流量特性有較大影響。
應用概況:
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次於孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就採用了2600多台各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優良的天然氣計量儀表。
1.5電磁流量計
電磁流量計是根據法拉弟電磁感應定律製成的一種測量導電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優良特性,可以解決其它流量計不易應用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。
70、80年代電磁流量在技術上有重大突破,使它成為應用廣泛的一類流量計,在流量儀表中其使用量百分數不斷上升。
優點:
(1)測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用於測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;
(2)不產生流量檢測所造成的壓力損失,節能效果好;
(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響;
(4)流量范圍大,口徑范圍寬;
(5)可應用腐蝕性流體。
缺點:
(1)不能測量電導率很低的液體,如石油製品;
(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;
(3)不能用於較高溫度。
應用概況:
電磁流量計應用領域廣泛,大口徑儀表較多應用於給排水工程;中小口徑常用於高要求或難測場合,如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制,造紙工業測量紙漿液和黑液,化學工業的強腐蝕液,有色冶金工業的礦漿;小口徑、微小口徑常用於醫葯工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。
1.6 渦街流量計
渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體,流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬於最年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
優點:
(1)結構簡單牢固;
(2)適用流體種類多;
(3)精度較高;
(4)范圍度寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不適用於低雷諾數測量;
(2)需較長直管段;
(3)儀表系數較低(與渦輪流量計相比);
(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。
1.7 超聲流量計
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適於解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的一類流量計之一。
優點:
(1)可做非接觸式測量;
(2)為無流動阻撓測量,無壓力損失;
(3)可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。
缺點:
(1)傳播時間法只能用於清潔液體和氣體;而多普勒法只能用於測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
(2)多普勒法測量精度不高。
應用概況:
(1)傳播時間法應用於清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
(2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;
(3)多普勒法適用於異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用於非常清潔的液體。
1.8 科里奧利質量流量計
科里奧利質量流量計(以下簡稱CMF)是利用流體在振動管中流動時,產生與質量流量成正比的科里奧利力原理製成的一種直接式質量流量儀表。
我國CMF的應用起步較晚,近年已有幾家製造廠(如太行儀表廠)自行開發供應市場;還有幾家製造廠組建合資企業或引用國外技術生產系列儀表。
1.9明渠流量計
與前述幾種不同,它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。
非滿管態流動的水路稱作明渠,測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓形外,還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。
明渠流量計應用場所有城市供水引水渠;火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工礦企業水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道。有人估計1995台,約占流量儀表整體的1.6%,但是國內應用尚無估計數據。
2 新工作原理流量儀表的研究和開發
2.1 靜電流量計(electrostatic flowmeter)
日本東京技術學院研製適用於石油輸送管線低導電液體流量測量的靜電流量計。
靜電流量計的金屬測量管絕緣地與管系連接,測量電容器上靜電荷便可知道測量管內的電荷。他們分別作了內徑4~8mm銅、不銹鋼等金屬和塑料測量管儀表的實流試驗,試驗表明流量與電荷之間接近於線性。
2.2 復合效應流量儀表(combined effects meter)
該儀表的工作原理是基於流體的動量和壓力作用於儀表腔體產生的變形,測量復合效應的變形求取流量。本儀表由美國GMI工程和管理學院開發,已申請兩項專利。
2.3 轉速表式流量感測器(tachmetric flowrate sensor)
它是由俄羅斯科學工程中心工業儀表公司開發,是基於懸浮效應理論研製的。該儀表已在若干現場成功的應用(例如在核電站安裝2000餘台測量熱水流量,連續使用8年),且還在改進以擴大應用領域。
3 幾種流量儀表應用和發展動向
3.1 科里奧利質量流量計(CMF)
國外CMF已發展30餘系列,各系列開發在技術上著眼點在於:流量檢測測量管結構上設計創新;提高儀表零點穩定性和精確度等性能;增加測量管撓度,提高靈敏度;改善測量管應力分布,降低疲勞損壞,加強抗振動干擾能力等。
3.2 電磁流量計(EMF)
EMF從50年代初進入工業應用以來,使用領域日益擴展,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已佔16%~20%。
我國近年發展迅速,1994年銷售估計為6500~7500台。國內已生產最大口徑為2~6m的ENF,並有實流校驗口徑3m的設備能力。
3.3 渦街流量計(USF)
USF在60年代後期進入工業應用,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已佔4%~6%。1992年世界范圍估計銷售量為3.54.8萬台,同期國內產品估計在8000~9000台。
4 結論
由上述可知,流量計發展到今天雖然已日趨成熟,但其種類仍然極其繁多,至今尚無一種對於任何場合都適用的流量計。
每種流量計都有其適用范圍,也都有局限性。這就要求我們:
(1)在選擇儀表時,一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況,並要兼顧考慮其它因素,這樣測量才會准確;
(2)努力研製新型儀表,使其在現有的基礎上更加完善。
流量相關的物性參數
在流量測量和計算中,要使用到一些流體的物理性質(流體物性),它們對流量測量的准確度及流量計的選用都有很大影響。我們對這些物性參數只作基本概念及一些簡單計算式的介紹,詳細數據資料需到有關手冊去查詢。
1.流體的密度
流體的密度由下式定義
ρ—流體密度,kg/m3;
m—流體的質量,kg;
V—流體的體積,m3。
(1) 液體的密度
壓力不變時,液體密度計算式為:
ρ—溫度t時液體的密度,kg/m3;
ρ20—20℃時液體的密度,kg/m3;
μ—液體的體積膨脹系數,1/℃;
t—液體的溫度,℃。
溫度不變時,液體密度計算式為:
ρ1—壓力P1時液體的密度,kg/m3;
ρ0—壓力P0時液體的密度,;kg/m3;
β—液體的體積壓縮系數1/Mpa;
P0、P1——液體的壓力,Mpa。
通常壓力的變化對液體密度的影響很小,在5Mpa以下可以忽略不計,但是對於碳氫化合物,即使在較低壓力下,亦應進行壓力修正。
(2) 氣體的密度
工作狀態下干氣體的密度計算式為:
ρ—工作狀態下干氣體的密度,kg/m3;
ρn—標准狀態下(293.15k,101.325kPa)干氣體的密度,kg/m3;
p—工作狀態下氣體的絕對壓力,kPa;
pn—標准狀態下絕對壓力,101.325kPa;
T—工作狀態下氣體的絕對溫度,K;
Tn—標准狀態下絕對溫度,293.15K;
Zn—標准狀態下氣體的壓縮系數;
Z—工作狀態下氣體的壓縮系數。
2.流體的粘度
流體本身阻滯其質點相對滑動的性質稱為流體的粘性。流體粘性的大小用粘度來度量。同一流體的粘度隨流體的溫度和壓力而變化。通常溫度上升,液體的粘度下降,而氣體粘度上升。液體粘度只在很高壓力下才需進行壓力修正,而氣體的粘度與壓力、溫度的關系十分密切。表徵流體粘度常用有如下二種:
(1)動力粘度
η——流體動力粘度,Pa•s;
τ—單位面積上的內摩擦力,Pa;
—速度梯度,1/s;
u —流體流速,m/s;
h —兩流體層間距離,m。
(3)運動粘度 流體的動力粘度與其密度的比值稱為運動粘度。
v——運動粘度m2/s 。
3.熱膨脹率
熱膨脹率是指流體溫度變化1ºC時其體積的相對變化率,即:
β—流體的熱膨脹率,1/℃;
V —流體原有體積,m3;
∆V—流體因溫度變化膨脹的體積,m3;
∆T—流體溫度變化值,℃。
4.壓縮系數
壓縮系數是指當流體溫度不變,所受壓力變化時,其體積的變化率,即:
k—流體的壓縮系數,1/Pa;
∆V—壓力為p時的流體體積m3;
∆p—壓力增加∆p時流體體積的變化量,m3。
5.雷諾數
雷諾數是一個表徵流體慣性力與粘性力之比的無量綱量,其定義為:
V—流體的平均速度,m/s;
L—流速的特徵長度,如在圓管中取管內徑值,m;
ν—流體的運動粘度,m2/s。
雷諾數的大小可以判斷流動的狀態,一般管道雷諾數Re<2300為層流狀態,Re=2000~4000為過渡狀態,Re>4000為湍流(紊流)狀態。
希望能用上。
『肆』 流量計主要有哪幾種分類測量原理分別是什麼
目前流量測量的方法很多, 測量原理和流量感測器(或稱流量計)也各不相同。
一、差壓式流量計的基本構成和原理:
差壓式流量感測器又稱節流式流量感測器, 主要由節流裝置和差壓感測器 (或差壓變送器)組成。 它是利用管路內的節流裝置, 將管道中流體的瞬時流量轉換成節流裝置前後的壓力差, 然後用差壓感測器將差壓信號轉換成電信號, 或直接用差壓變送器把差壓信號轉換為與流量對應的標准電流信號或電壓信號, 以供測量、 顯示、 記錄或控制。
節流裝置的作用是把被測流體的流量轉換成壓差信號。 當被測流體流過節流元件時,流體受到局部阻力, 在節流元件前後產生壓力差, 就像電流流過電阻元件產生電壓差那樣。
二、 容積式流量計又稱排量流量計(positive displacement flowmeter), 簡稱PD流量計或PDF, 在流量儀表中是精度最高的一類。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分, 根據計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流量體積總量。PD流量計一般不具有時間基準, 為得到瞬時流量值需要另外附加測量時間的裝置。
容積式流量計的分類: 1. 橢圓齒輪流量計 2. 腰輪流量計(又稱羅茨流量計)
3. 活塞式式流量計活塞受被測介質推動在氣缸中往復運動, 每往復一次送出一定量介質, 主要用於測量較低粘度的油類, 可以測量很小的流量。 4. 刮板式流量計在它的偏心轉子上安裝有刮板, 在轉子旋轉時由刮板與外殼間構成固定容積將介質送出流量計,再根據轉子的轉數確定總量。
三、 速度流量計——葉輪式流量計
通過葉輪盒的分配作用,將多束水流從葉輪盒的進水口切向沖擊葉輪使之旋轉,然後通過齒輪減速機構連續記錄葉輪的轉數,從而記錄流經水表的累積流量。
四、振動式流量計
根據流體受阻後產生振動漩渦的原理製成的流量感測器,又稱漩渦式流量計(俗稱渦接流量計)。流體在流動過程中遇到某種阻礙後在它的下游會產生一系列自激振盪的漩渦,測量流量漩渦的振動頻率就可推算出流量值。該進動頻率與流量大小成正比,不受流體物理性質和密度的影響。
五、 電磁式流量計
流量感測器是把流過管道內的導電液體的體積流量轉換為線性電信號。其轉換原理就是著名的法拉第電磁感應定律,即導體通過磁場,切割電磁線,產生電動勢。
六、質量流量計
科里奧利流量計 :利用振動流體管產生與質量流量相應的偏轉來進行測量。科里奧利流量計可用於液體、漿體、氣體或蒸汽的質量流量的測量。精確度高。但要對管道壁進行定期的維護,防止腐蝕。
『伍』 沖板流量計
沖板流量計的工作原理是將散裝物料經導流,對連接在感測器上的測量感測板沖擊而形成的水平位移,感測器產生電壓信號0--24伏,通過變送器360將電壓信號轉換成模擬信號,傳送給上位機或者數顯表等,如果停料還有流量那就是沖板流量計的感測器有了位移無法還原到零點,另一點是無位移但是感測器的電壓信號不能歸零,變送器的輸出信號產生偏移
『陸』 孔板流量計的差壓范圍是如何計算出來的請提供依據、計算方法。
孔板流量計的差壓范圍是預先人為設定的。從孔板的基本質量流量公式:
M=[C/(1-β^4)^(1/2)]·ε·(π/4)·d^2·(2·ΔP·ρ)^(1/2)
式中:
M- 質量流量
C- 流出系數C=[M(1-β^4)^(1/2)]/[(π/4)·d^2·(2·ΔP·ρ)^(1/2)]
C取決於雷諾數,而雷諾數取決於質量流量M,必須用迭代法獲得。
β- 孔徑d/管徑D
ε- 管道膨脹系數ε=[M(1-β^4)^(1/2)]/[(π/4)·d^2·C·(2·ΔP·ρ)^(1/2)]
d- 孔)徑
ΔP - 差壓
ρ- 工況下介質密度可以看出,計算中需要用到迭代法計算。所以計算後如果設定的差壓不能滿足測量要求,就重新設定一個差壓范圍再次運算。孔板計算依據的是國家標准GB/T-2624.1-2006 《用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量 第1部分:一般原理和要求》和GB/T-2624.2-2006 《用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量 第2部分:孔板》具體人工運算過程還是幾十年前的辦法,和現在專用軟體計算結果有一定差距,只有少數大拿在質疑孔板廠家時才會用一下。而電腦軟體有專利的,網上偶然有流出的通常靠不住。
『柒』 孔板流量計在200smart 中的溫壓補償怎麼做
摘要 設計到的東西特別多,個人建議咨詢你的老師。以下內容可供參考。
『捌』 沖板流量計都有哪些優勢,與孔板流量計有區別嗎
沖板流量計其實是可以叫做孔板流量計的,都是使用相同的測量原理來計量的,根據差壓原理來計量流量的大小的,有著測量精度高,穩定性好的優勢。
『玖』 差壓流量計 開方 未開方 的流量計算方法
關鍵是看差壓變送器傳回的信號,計算是在二次表中完成。現在市場上一般變送器都是返回4_20mA信號,然後再二次儀表中用標准公式帶入電流信號數值計算
『拾』 沖量流量計的設計
沖板流量計最主要知道的一個參數就是流量,也就是T/H,就是多少噸每小時,而且是一個區間范圍,至於設計方面那是技術工人的工作,可以和相關的技術工人了解