AMS2750E(高温测量中文)
流量测量中常用的流体参数
流量测量中常用的流体参数 对工业管道流体流动规律的研究、流量测量计算以及仪表选型时，都要遇到一系列反映流体属性和流动状态的物理参数．这些参数，常用的有流体的密度、粘度、绝热指数(等熵指数)、体积压缩系数以及雷诺数、流速比(马赫数)等；这些物理参数都与温度．压力密切相关。流量测量的一次元件的设计以及二次仪表的校验，都是在一定的压力和温度条件下进行的。若实际工况超过设计规定的范围，即需作相应的修正。 一、流体的密度 流体的密度( )是流体的重要参数之一，它表示单位体积内流体的质量。在一般工业生产中，流体通常可视为均匀流体，流体的密度可由其质量和体积之商求出： ＝（1－2） 式中m——流体的质量，kg； V——质量为m的流体所占的体积，m3 密度的单位换算见表1—3。
各种流体的密度都随温度、压力改变而变化．在低压及常温下，压力变化对液体密度的影响很小，所以工程计算上往往可将液体视为不可压缩流体，即可不考虑压力变化的影响．但这只是一种近似计算。而气体，温度、压力变化对其密度的影响较大，所以表示气体密度时，必须严格说明其所处的压力、温度状况．工业测量中，有时还用“比容”这一参数。比容数是密度数的倒数，单位为m3／kg。 二、流体的粘度 流体的粘度是表示流体内摩擦力的一个参数。各种流体的粘度不同，表示流动时的阻力各异。粘度也是温度、压力的函数．一般说来，温度上升，液体的粘度就下降，气体的粘度则上升．在工程计算上液体的粘度，只需考虑温度对它的影响，仅在压力很高的情况下才需考虑压力的影响。水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切．表征流体的粘度，通常采用动力粘度( )和运动粘度(v)，有时也采用恩氏粘度(°E)．
流体流量及流速分析与计算
本节概要 本节讨论喷管内流量、流速的计算。工程上通常依据已知工质初态参数和背压，即喷管出口截面处的工作压力，并在给定的流量等条件下进行喷管设计计算，以选择喷管的外形及确定其几何尺寸；有时也需就已有的喷管进行校核计算，此时喷管的外形和尺寸已定，须计算在不同条件下喷管的出口流速及流量。在喷管的计算中要注意到背压对确定喷管出口截面上压力的作用。 本节内容 4.8.1 流速计算及其分析 4.8.2 临界压力比 4.8.3 流量计算及分析 4.8.4 例题 本节习题 4-24、4-25、4-26、4-27、4-29 下一节 流速计算及其分析 1.喷管出口截面的流速计算 2.压力比对流速的影响 …喷管出口截面的流速计算 据能量方程,气体在喷管中绝热流动时任一截面上的流速可由下式计算： (4-28) 因此，出口截面上流速： (4-28a) 或(4-28b)
在入口速度较小时，上式中可忽略不计，于是： (4-28c) (4-28)各式表明，气流的出口流速取决于气流在喷管中的绝热焓降。值得注意的是，上述各式中焓的单位是J/kg。 如果理想气体可逆绝热流经喷管，可据初态参数(p1,T1)及速度求取滞止参数， 然后结合出口截面参数如p2按可逆绝热过程方程式求出T2从而计算h2再求得；对水蒸汽 可逆绝热流经喷管，可以利用h-s图，根据进口蒸汽的状态查得初态点1，通过点1作垂线与喷管出口截面上压力p2相交，得出状态点2，从点1和2可查出h1和h2，代入式(4-28)即可求出出口流速。 ☆ 式子对理想气体和实际气体均适用；与过程是否可逆无关，但不可逆绝 热流动，若用可逆的关系求出h2在求得的需修正，若h2是不可逆过程终态的焓，则求出的不需修正。 式的适用范围是什么？是否与过程的可逆与否有关？与工质的性质有关？ 返回
流量基础知识
流量测量基础知识 一、基本概念 流量就是在单位时间内流体通过一定截面积的量。这个量用流体的体积来表示称为瞬时体积流量（q v），简称体积流量；单位有Nm3/h,m3/h,L/h等，用流量的质量来表示称为 瞬时质量流量（q m），简称质量流量。单位有t/h,Kg/h等，它们之间关系的表达式是：q m=ρq vρ——流体密度。 对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。流量测量的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。因此，流量测量的任务就是根据测量目的，被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量量值的正确传递。 二、流量计量中常用的物性参数 在流量测量和计算中，要使用到一些流体的物理性质（流体物性），它们对流量测量的准确度及流量计的选用都有很大影响。 1．流体的密度 流体的密度由下式定义ρ=m/V 式中：ρ——流体密度，kg/m3； m——流体的质量，kg； V——流体的体积，m3。 2．流体的粘度 流体本身阻滞其质点相对滑动的性质称为流体的粘性。流体粘性的大小用粘度来度量。同一流体的粘度随流体的温度和压力而变化。通常温度上升，液体的粘度下降，而气体粘度上升。液体粘度只在很高压力下才需进行压力修正，而气体的粘度与压力、温度的关系十分密切。表征流体粘度常用有如下二种：（1）动力粘度 （2）运动粘度 3．热膨胀率 热膨胀率是指流体温度变化1℃时其体积的相对变化率，即： 4．压缩系数 压缩系数是指当流体温度不变，所受压力变化时，其体积的变化率， 5．雷诺数 雷诺数是一个表征流体惯性力与粘性力之比的无量纲量， 三、流量计分类：
流体流量压强测量
D3 流体测量 D3.1引言 本章介绍本教程涉及的主要流动参数，如流体粘度、压强、流速和流量等的测量 方法及流场显示技术，并以介绍测量方法的原理和功能为主。流体测量中用到的 流体力学原理是流体力学基础理论的重要应用之一，只有在搞清基本原理的基础 上才能正确掌握流体测量方法，认识每种方法的优点和局限性。同时也介绍流体 测量的新技术和新进展，以拓宽视野。学习本章内容应同流体力学实验课结合起 来进行。 D3.1.1 流体粘度测量 1、 毛细管粘度计 毛细管粘度计是根据圆管层流的泊肃叶定律设计的。图D3.1.1是一种毛细 管粘度计的结构示意图。当被测流体定常地流过毛细管时，流量Q 与两端压差 Δp 、管径R 、毛细管长度l 及流体粘度μ有关，在确定的毛细管上测量一定压 差作用下的流量，即可计算流体粘度μ： （C3.4.11） 对非牛顿流体，用毛细管粘度计测得的是表观粘度μ a 。毛细管粘度计结构 简单，价格低，常用于测定较高切变率（ >102 s –1 ）下的粘度。缺点是试测费 时间，不易清洗，由于管截面上切变率分布不均匀、试样液面表面张力及管径突 然变化对结果可造成误差。主要适用于牛顿流体。有的毛细管粘度计采用平板狭 缝式。 Q P l R ?πμ84=γ
图3.1.1 图3.1.2 2、落球粘度计 刚性圆球在粘性流体中匀速运动时阻力可用斯托克斯公式计算，相应的粘度 为 （D3.1.1） 上式中 d 为圆球直径，W 为圆球重量，V 为运动速度。落球粘度计就是根据此原 理设计的，方法简单易行，但精度较低，一般用于粘度较大的流体(图3.1.2)。 3、同轴圆筒粘度计 同轴圆筒粘度计属于旋转式粘度计，结构如图D3.1.3所示，主要由两个同 轴的圆柱筒组成，筒间隙内充满被测液体。当外圆筒以一定角速度旋转时，间隙 内液体作纯剪切的库埃塔流动，因此同轴圆筒粘度计又称库埃塔粘度计。测量外 圆筒的旋转角速度ω及内圆筒的偏转力矩M 可计算液体的粘度（或表观粘度）及 其他参数。 对牛顿流体，ω-M 曲线是通过原点的斜直线，由其斜率M / ω计算粘度 V d W π3=μ
流量与流速的关系
论液（气）体的流量、流速与密度的关系 广东省博罗县高级中学（516100）林海兵摘要：流体特别是液体，在管道中的流动时，人们把其质量流量等效于体积流量，这是建立在不可压缩、没有粘性的“理想流体”模型基础上的理论。 关键词：流管，液（气）体，流量，流速，密度 1 人们对液体密度的认识 笔者首先摘录一段文字，来说明人们对液体密度的认识—— 无论是气体还是液体都是可压缩的，有人曾经对水和水银等液体的压缩性进行了测量，在500大气压下，每增加一大气压，水的体积的减少量不到原体积的两万分之一，水银体积的减少量不到原体积的百万分之四，因为压缩量很小，通常均可不考虑液体的可压缩性。气体的可压缩性则非常明显，譬如用不太大的力推动活塞即可使气缸中的气体压缩，又如地球表面的大气密度随高度的增加而减小，也说明气体的可压缩性。但是，因为气体密度小，即使压力差不太大，也能够迅速驱使密度较大处的气体流向密度较小的地方，使密度趋于均匀；又若流动气体中各处的密度不随时间发生明显的变化，气体的可压缩性就可以不必考虑。然而若气体速度接近或者超过专声速，因气体运动所造成的各处密度差来不及消失，这时气体的可压缩性会变得非常明显，不能再看是不
可压缩的。总之，在一定问题中，若可不考虑流体的压缩性便可将它抽象为不可压缩流体的理想模型，反之，则需看作是可压缩流体。[1]以上文字摘自漆安慎、杜婵英的高等学校试用教材《力学基础》（1982年12月第1版）第508页。从上述论述中，我们都可知道这样一个事实，任何（由原子分子构成的）物体都可以被压缩，只是不同的物体在同一条件下的压缩量不尽相同；我们还可以知道这样的第二个事实，自然界存在着大量的压缩量相当微小可以是微不足道的物体，液体也就其中的一种，人们常常把这些微不足道的形变量忽略了，把它当成不可压缩的物体；我们还可以看到第三个事实，当人们把这些压缩量很小的液体当成不可压缩的理想流体的时候，人们压根儿就没有考虑过这些被人们当成为不可压缩的理论流体是否会发生体积的膨胀。 也因为这样，在经典物理学中所研究的液体，通常都是密度从不发生变化的流体。 2 管道中液体的流量 我们见到的流体，既有开放的也有封闭的，气体也是流体，理想气体是物理学中研究得很多的液体，在研究时，人们把理想气体放入一个容器中，故这是封闭的理想气体。除了理想气体之外，人们还经常见到在管道、容器等器具中的水，这些都是具有封闭性质的液体。也许是受到这么许多实际情况的影响，使人们对液体的运动也采用封闭型的研究，即使对于原本是开放型的流体，人们也要固执地把它转化为封闭型，
流速和流量的测量
第六节 流速和流量的测量 流体的流速和流量是化工生产操作中经常要测量的重要参数。测量的装置种类很多，本节仅介绍以流体运动规律为基础的测量装置。 1-6-1 测速管 测速管又名皮托管，其结构如图1-32所示。皮托管由两根同心圆管组成，内管前端敞开，管口截面（A 点截面）垂直于流动方向并正对流体流动方向。外管前端封闭，但管侧壁在距前端一定距离处四周开有一些小孔，流体在小孔旁流过（B ）。内、外管的另一端分别与U 型压差计的接口相连，并引至被测管路的管外。 皮托管A 点应为驻点，驻点A 的势能与B 点势能差等于流体的动能，即 22 u gZ p gZ p B B A A =--+ρρ 由于Z A 几乎等于Z B ，则 ()ρ/2B A p p u -= （1-61） 用U 型压差计指示液液面差R 表示，则 式1-61可写为： ()ρρρ/'2g R u -= （1-62） 式中 u ——管路截面某点轴向速度，简称点速度，m/s ； ρ'、ρ——分别为指示液与流体的密度，kg/m 3； R ——U 型压差计指示液液面差，m ； g ——重力加速度，m/s 2。 显然，由皮托管测得的是点速度。因此用皮托管可以测定截面的速度分布。管内流体流量则可根据截面速度分布用积分法求得。对于圆管，速度分布规律已知，因此，可测量管中心的最大流速u max ，然后根据平均流速与最大流速的关系（u/ u max ~Re max ，参见图1-17），求出截面的平均流速，进而求出流量。 为保证皮托管测量的精确性，安装时要注意： （1）要求测量点前、后段有一约等于管路直径50倍长度的直管距离，最少也应在8~12倍； （2）必须保证管口截面（图1-32中A 处）严格垂直于流动方向； （3）皮托管直径应小于管径的1/50，最少也应小于1/15。 皮托管的优点是阻力小，适用于测量大直径气体管路内的流速，缺点是不能直接测出平均速度，且U 型压差计压差读数较小。 1-6-2 孔板流量计 图1-32 测速管
涡轮流量计适用于各种液体、气体、蒸汽的流量测量
涡轮流量计适用于各种液体、气体、蒸汽的流量测量 “涡轮流量计”以其独特的优势在插入式流量计中始终保持领先的优势。威力巴流量计基本适用于现场所有管道规格的测量，在大口径管道上的应用更加显出优势出来，适用于各种液体、气体、蒸汽的流量测量，特别是超低温、高温、高压、潮湿流体介质的测量。但是在应用推广的同时，也会遇到如何维护的问题，就涡轮流量计在投运前的工作和简单的维护下面做个大致的总结： 1.检查“涡轮流量计”安装情况：完成“涡轮流量计”安装后，须认真检查，要求焊接牢固，方向正确，试压无泄漏现象。 2.仪表调校：仔细阅读智能流量积算仪说明书。依照“涡轮流量计”所附计算书，正确设置智能流量积算仪中各参数，确保积算仪能正确计算和显示流量。如直接上计算机，需在计算机内部设置好输入数据格式及相应补偿方 3.仪表接线正确：“涡轮流量计”与差压变送器、流量积算仪一起构成测量系统，请反复检查，确定无误后方可投入运行。 4.系统预热：投运准备工作完成后，被测介质充满工艺管道，“涡轮流量计”暂时处于关闭状态，此时应使三阀组的平衡阀处于开启状态，高压阀与低压阀处于关闭状态。打开仪表电源，预热15分钟。 5.系统运行：预热完成后，打开三阀组的高压阀和低压阀，被测介质充入差压变送器，打开差压变送器后的排污阀，迅速排出脏液或气体后关闭排污阀，再关闭三阀组的平衡阀，变送器即进入测量状态，流量积算仪也进入工作状态，https://www.wendangku.net/doc/ff2622574.html,/显示管道内介质流量。此时涡轮流量计才能正常的开动使用。 涡轮流量计具有的量程范围较宽、压力损失较小、精确度中等偏上、输出线性、无可动部件、可靠性高、维护量小、价格中等偏低、性能价格比较高等特点。在测量液体流量方面，涡轮流量计要在以下几个领域中应用： (1)部分腐蚀性液体的测量，如硫酸、盐酸、硝酸、醋酸等酸类和各种化工溶液。 (2)各种工业用水的流量测量，包括化工、轻工、电力、冶金、建材、石油等行业中各种生产过程的循环用水、废水、废液。 (3)部分低粘度的油品流量测量，如汽油、煤油、柴油，还有经加温粘度降低的重油、渣油等的流量测量。 (4)大管径管道水流量测量，其中满管式涡轮流量计主要用于中小管径，而插入式涡轮流量计可用于大管径(DN≥300mm)管道流量测量。在城市输水管线和化工、电力、冶金、造纸、化纤等企业的工业用水主管线中广泛应用。 (5)非导电性液体的测量，如果说，在导电性液体的流量测量方面，电磁流量计占主导地位的话，则在非导电性液体流量测量领域中，电磁流量计却无能为力，而涡轮流量计就大
热示踪法测量流体流量的研究
!""!年#月第#$卷第#期 西安石油学院学报%自然科学版& ’()*+,-(./01,+234*(-3)56+7404)43%8,4)*,-9:03+:3;<040(+& ’,+=!""! >(-=#$8(=# 收稿日期?!"""@"A @!B 作者简介?沈跃%#C B #@&D 男D 北京人D 高级工程师D 主要从事电子与传感器技术在石油工业中的应用研究=文章编号?#""#@E F B #%!""!&"#@""E A @"G 热示踪法测量流体流量的研究 HI J K L M N O PQ R I S T U V M J Q I U W S T L N XY Z[R I M \J T [M J ]N O PHI Q R U X 沈跃D 朱宏良D 陈世廉 % 石油大学应用物理系D 山东东营!E $"B !& 摘要?介结了一种热示踪法测量流体流量的原理及热示踪流量计的设计方法=该方法利用脉冲状热流体通过固定距离所用时间来间接测量流体流量?首先由一个热激励器在周围流体中产生脉冲状热流团D 热流团随流体运动过程中经过一个特殊的温度传感器阵列时D 流体的温差将引起传感器的信号突变D 形成标记脉冲^通过判断标记脉冲出现的时间可以确定流体平均流速D 进而得到流体流量=针对引起流量测量误差的原因进行了分析并提出了相应的改进建议和实际应用要求=通过室内模拟实验表明D 该方法适用于层流状流体D 尤其适用于较高粘度流体的流量测量=关键词?热示踪^流量测量^粘度^传感器^测量方法 中图分类号?_‘C F "a #!b E 文献标识码?c 常规流量测量方法D 如涡轮流量计d 弯管流量计等在遇到较高粘度流体时D 由于流体粘附的影响会引起很大的测量误差D 甚至无法进行测量=热示踪法测量流体流量依据于流体的层流流动状态D 用一个热激励器定时为流体提供热脉冲D 形成作为检测标记的脉冲热流D 通过检测热流形成的流体温差脉冲D 从而确定流体流速D 可以较好地解决流体粘附问题^通过高灵敏度温度传感器及特殊的测温电路D 在脉冲热流与流体温度仅高于!e 的情况下D 可以有效地实施测量= f 测量原理 在流体流经的管道中心放置一个远红外热激励器D 用于产生脉冲热流D 在下游一段距离放置由高灵敏测温元件组成的温度传感器阵D 当受热流体经过温度传感器时D 流体温差将引起传感器的信号突变D 形成信号脉冲D 设管道中心流体流速为g h i j k l D 测流体流量mh no i j k l D 其中?n p 比例系数D o p 管道截面积D ip 热激励器与温度传感器之间的距离D k l p 热流体运移时间= f a f 流体热响应特性 在脉冲状热功率作用下D 设受热流体体积为q h n #o "g r k D 由流体热平衡方程sh m t r k h uv s %wp w "&r k %#& 测流体温升 r wh wp w "h s r k uv s h s n #o "v s g x %!&式%!&中D sp 脉冲热功率D y^n #p 比例系数^o "p 受热流体等效面积D 5!^x p 流体密度D z {j 5F ^v s p 流体比热D ’j z {|}^g p 流体流速D 5j 7^r k p 脉冲作用时间D 7^流体流速越低D 温升越大=f a ~系统时间模型 从电脉冲信号作用于功率开关管产生加热电流到温度传感器接收到流体温差信号形成脉冲标记为止D 整个过程所用的时间分为$段D 即k h k #b k !b k F b k G b k E b k B b k $D 其中?k #为>‘!9模拟开关管导通时间%"7级&^k !为热激励器中电流建立时间% "7级&^k F 为热激励器热响应时间%与热激励器的热容及导热速度有关&^k G 为流体热响应时间%与流体热容及流速有关&^k E 为被加热流体包到达温度传感器所用的渡越时间^k B 为测温元件的响应时间% 与元万方数据
目前流量的测量方法
目前流量的测量方法 目前工业上常用的流量计仪表种类繁多，按其工作原理大致可分为：容积式，压差式，流体阻力式，速度式流量计等几大类。 一，容积式流量计 容积式流量计又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积．所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”．这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成．容积式流量计的工作原理为：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差．流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口．在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口．在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数．就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。常用的有椭圆齿轮流量计，腰轮转子流量计和比较新型流量计。 优点：计量精度高; 安装管道条件对计量精度没有影响; 可用于高粘度液体的测量; 范围度宽; 直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。 缺点：结果复杂,体积庞大;被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;不适用于高、低温场合;大部分仪表只适用于洁净单相流体; 产生噪声及振动。 二，压差式流量计 压差式式流量计是利用伯努利方程原理来测量流量的流量仪器。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，在孔板前燃气稳定的向前流动，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。差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表 压差式流量计根据不同应用选用不同节流件： 标准孔板 标准孔板是目前唯一不用实流标定的节流装置，具有低成本， 可复制，精度可溯源等优势。这种测量方法是以流动连续性方 程（质量守恒定律）和伯努利方程（能量守恒定律）为基础的， SAILSORS采用的节流件符合ISO 5167-2.03和GB/T 2624-93。 应用的压强范围：2.5MPa ~10Mpa，取决于密封压力等级。
高温流体的流量测量
高温流体的流量测量 谈到高温流体时，还不能给该高温范围的意思明确的下一定义。目前，对于工业测量仪器来说，不同的种类，都自己规定了各自相应的高温范围。例如：温度计以1500～2000℃的范围为高温范围，对于调节阀、开关阀等阀类，谈到高温时，系指400～500℃以上的温度。流量计也按原理结构方式的不同而规定不同的高温范围。现在实用的工业温度上限对节流机构的差压流量计是540℃左右，容积式流量计是200℃左右，面积式流量计是400℃左右。对于需要进行测量、但在测量上有些问题的具有代表性的高温流体，我们列举以下三种。作为导热媒质或能源的高温气体、高温蒸汽，高速增殖反应堆用的、强导热煤质——液态金属钠等；钢铁工业中的铁水、钢水。就是这三种流体，出于精度和使用材料的不同，在测流量时要求的要点也分别不同，叙述一般的共同点是困难的。因此，此章中仅以高温气体、高温蒸气所使用的节流流量计的实用问题和以测量液态金属的电磁流量计为中心来叙述高温流体的流量测量。对于铁水、钢水还有两种测流量的方法：一种是应用高频集肤效应的流槽截面积测量的方式；另一种是电磁流量计的方式。这两种方式都可用于连续炼钢设备。为了能进行直接的、非接触形式的测量，也进行了多方面的研究和探讨，但是, 实际上一般是通过把流量换算为液柱高或重量进行批量处理。因此，此章中不加叙述。另外，在测量液体金属钠的流量时，试验了在配管外安装检测器的超声波方式，不久将能实用化, 此处同样不加叙述。用节流机构测量高温流体的流量各种装置中的应用例子使用高温流体的部门以电力、钢铁、化学工业为主，范围非常广，它们要处理多种类型的流体。在进行液体、水蒸气、气体等流量的测量时，人们从不同原理结构的多种类型的流量计中,首先研究了节流机构的差压流量计是否适用，而实际上应用也最多。这是因为它结构简单,而且有
流体流量的测量要点
2.4 流体流量的测量 本节重点： 孔板流量计与转子流量计的原理、特点等。 难点： 流量方程的推导。 2.4.1 孔板流量计 孔板流量计的结构与测量原理 孔板流量计属于差压式流量计，是利用流体流经节流元件产生的压力差来实现流量测量的。孔板流量计的节流元件为孔板，即中央开有圆孔的金属板，其结构如图2-19所示。将孔板垂直安装在管道中，以一定取压方式测取孔板前后两端的压差，并与压差计相连，即构成孔板流量计。 在图2-19中，流体在管道截面1-1′前，以一定的流速u 1流动，因后面有节流元件，当到达截面1-1′后流束开始收缩，流速即增加。由于惯性的作用，流束的最小截面并 不在孔口处，而是经过孔板后仍继续收缩，到截面2-2′达到最小，流速u 2达到最大。流束截面最小处称为缩脉。随后流束又逐渐扩大，直至截面3-3′处，又恢复到原有管截面，流速也降低到原来的数值。 流体在缩脉处，流速最高，即动能最大，而相应压力就最低，因此当流体以一定流量流经小孔时，在孔前后就产生一定的压力差21p p p -=?。流量愈大，p ?也就愈大，所以利用测量压差的方法就可以测量流量。 孔板流量计的流量方程 孔板流量计的流量与压差的关系，可由连续性方程和柏努利方程推导。 如图，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 2 2 2211 2 121u p u p +=+ρρ 变形得 ρ 2 121222p p u u -= - 图2-19 孔板流量计
或 ρ p u u ?= -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，A 2未知，但孔口面积A 0已知，为便于使用可用孔口速度u 0替代缩脉处速度u 2；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： ρ p C u u ?=-2212 0 （2-26） 根据连续性方程， 对于不可压缩性流体得 1 1A A u u = 将上式代入式（2-26），整理后得 ρ p A A C u ?-= 2)( 12 1 00 （2-27） 令 2 1 00)( 1A A C C -= 则 ρ p C u ?=20 0 （2-28） 将U 形压差计公式p 1-p 2=Rg(ρi -ρ)代入式（2-28）中，得 ρ ρρ) (200 0-=Rg C u (2-28a) 根据u 0即可计算流体的体积流量 ρ ρρ) (2q 00 000v -==Rg A C A u (2-29) 及质量流量 )(2q 000m ρρρ-=Rg A C (2-30) 式中C 0称为流量系数或孔流系数，其值由实验测定。 例 20℃苯在φ133×4mm 的钢管中流过，为测量苯的流量，在管道中安装一孔径为
气体流量和流速及与压力的关系
气体流量和流速及与压力的关系 流量以流量公式或者计量单位划分有三种形式： 体积流量：以体积/时间或者容积/时间表示的流量。如：m3/h ,l/h 体积流量（Q）＝平均流速（v）×管道截面积（A） 质量流量：以质量/时间表示的流量。如：kg/h 质量流量（M）＝介质密度（ρ）×体积流量（Q） ＝介质密度（ρ）×平均流速（v）×管道截面积（A） 重量流量：以力/时间表示的流量。如kgf/h 重量流量（G）＝介质重度（γ）×体积流量（Q） ＝介质密度（ρ）×重力加速度（g）×体积流量（Q） ＝重力加速度（g）×质量流量（M） 气体流量与压力的关系 气体流量和压力是没有关系的。 所谓压力实际应该是节流装置或者流量测量元件得出的差压，而不是流体介质对于管道的静压。这 点一定要弄清楚。举个最简单的反例：一根管道，彻底堵塞了，流量是0 ，那么压力能是0吗？ 好的，那么我们将这个堵塞部位开1个小孔，产生很小的流量，（孔很小啊），流量不是0了。 然后我们加大入口压力使得管道压力保持原有量，此刻就矛盾了，压力还是那么多，但是流量已 经不是0了。因此，气体流量和压力是没有关系的。 流体(包括气体和液体)的流量与压力的关系可以用里的--来表达: p+ρgz+(1/2)*ρv^ 2=C 式中p、ρ、v分别为流体的、密度和速度.z 为垂直方向高度;g为,C是不变的。对于气体，可忽略重力，简化为: p+(1/2)*ρv ^2=C 那么对于你的问题,同一个管道水和水银,要求重量相同,那么水的重量是G1=Q1*v1,Q1是水流量,v1是水速. 所以G1=G2 ->Q1*v1=Q2*v2->v1/v2=Q2/Q1 p1+(1/2)*ρ1*v1 ^2 =C p2+(1/2)*ρ2*v2 ^2=C ->(C-p1)/(C-p2)=ρ1*v1/ρ2*v2 ->(C-p1)/(C-p2)=ρ1*v 1/ρ2*v2=Q2/Q1 ->(C-p1)/(C-p2)=Q2/Q1 因此对于你的问题要求最后流出的重量相同,根据推导可以发现这种情况下,流量是由压力决定的,因为p1如果很大的话,那么Q1可以很小,p1如果很小的话Q1就必须大.如果你能使管道内水的压强与水银的压强相同,那么Q2=Q1 补充:这里的压强是指管道出口处与管道入口处的流体压力差. 压力与流速的计算公式
高温液体流量检测系统及其在锌精馏中的应用.
高温液体流量检测系统及其在锌精馏中的应用 2008-01-20 摘要：鉴于高温液体的流量难以直接检测，利用软测量技术，提出了一种间接检测流量的方法――称重法。该方法根据流体力学中孔中出流的基本原理，得出重量与流量之间的数学模型，然后通过检测到的重量计算流量。该流量检测系统已成功地应用于某冶炼厂的锌精馏过程。实际运行结果表明，该方法的精度达到1.5%，满足实际生产要求。 关键词：高温液体流量检测软测量技术孔口出流称重传感器 在有色金属冶炼过程中，金属液体的流量是一个非常重要的工艺参数。例如在锌的精馏过程中，锌液流量的稳定与否直接影响精馏塔的寿命，而且对精锌的纯度及有价金属的回收率有着很大的影响。因此，采用合理的检测手段，精确地检测锌液流量，就成了锌冶炼厂亟待解决的问题。然而，在实际生产中，锌液的温度非常高（一般在600～650℃之间），而且具有较强的腐蚀性，因此不可能用一般的流量计检测其流量。虽然现在有许多高温流量计问世，但是还没有见到能够检测600℃以上流体流量的仪表的报道。 软测量技术就是通过软件的手段，实现对那些重要而又难以直接检测的变量的在线检测。其基本原理是根据某些最优准则，选择一组在工业上容易检测而且与主导变量（Primary Variable,即待测变量）有密切关系的辅助变量（Secondary Variable），通过构造某种数字关系，用计算机软件实现对主导变量的在线估计。目前，人们对软测量技术进行了广泛的研究，并取得了很大的成果[2～4]。 本文利用软测量技术，提出一种间接检测流量的方法――称重法。它以流体力学中孔口出流基本原理为依据，分析了影响流量的主要因素――液位高度（即液体重量）对流量的影响；通过孔口出流试验，获得不同重量下的流量值，然后利用最小二乘法，建立了流量与重量之间的数学模型，最后通过称重传感器检测到的重量值计算实际的流量。 1 流量检测原理 为了检测从熔炼炉流入精馏塔的锌液流量，在熔炼炉与精馏塔之间增加了一个过渡的方形流槽。锌液从熔炼炉流入流槽，然后从其侧壁的一个圆孔流出到精馏塔中。这样，单位时间内从圆孔流出的`锌液重量就是所要检测的锌液流量。锌液从流槽的圆孔中流出，从流体力学的观点来看，实际上就是孔口出流。 1.1 孔口出流基本理论
流速和流量的测定
1.7 流速和流量的测定 1.7.1 毕托管 （1）毕托管的测速原理 （2）毕托管的安装 1.7.2孔板流量计 （1）孔板流量计的测量原理 孔板：与管轴成45℃角，锐孔（千万不能倒转方向安装） 缩脉：2-2截面，u 最大，p 最低。因此流体流经孔口前后产生一定 v ,,p q p ?↑?↑，利用测p ?方法测流量。 先略去 f h ∑（以后校正），在1-1，2-2截面间列柏努利方程 22 1 21222u u ρρ+=+p p 222222 12212122 2222 (1)(1)222u u u u u A u A ρ--==-=-p p 2u = ① 缩脉在何处？22?,?A u ==，很难准确确定。孔口面积A 。是已知的，希望用0A 取代2A ,0u 取代2u （0 20 2 A u u A =） ② 设角接法（取压口开在法兰前后），径接法（上游取压口距孔板l d =,下游取压口距孔板下游 1 2 l d = 处）测出虚拟压强差为 A B ()i Rg ρρ-=-p p ，用此取代12-p p ③ 有阻力损失f h 考虑上述①、②、③点后，列入一校正系数c ，并令0 1 A m A = 0u = = 令 0c = 0u c = v 000q u A c A == （1-119 ） 从以上推导过程可知，0c 与下列因素有关：
① 0c 与f h 有关，即与1d Re du ρ μ =有关（1u 不是0u ，而是流股未收缩时管道1－1面处的平均速度。） ② 0c 与0 1 A m A = 有关 ③ 0c 与取压法有关（角接法称标准孔板） 0d (Re ,c f m =取压法，） ，其关系由试验测定，如图1-54所示。 在测量范围，0c 为常数与Re d 无关即与v q 无关为好，此时v q ∝1-54查出0c （此时0c 只 取决与m ）代入式（1-119）求v q 若0c 与v q 即与d Re 有关，怎么办？试差法求v q 。 （2）孔板流量计的安装和阻力损失 ① 安装：上游（15～40）d 、下游5d 的直管距离，为什么？ ② 阻力损失f h （由流体流径孔口边界层分离形成大量漩涡造成的） 220f 0()2i u Rg h c ρρζζρ-== f 0.8,0.4h ζ≈= f 000,,,,,h R A m u c R ∝↓↓↑↓↑，读数准确，但f h ↑；000,,,,A m u c R ↑↑↓↑↓，读数不易准确， 但f h ↓。选用孔板的中心问题是选择适当面积比m ，兼顾适宜读数和f h 。 （3）文丘里流量计 渐缩渐扩管（文丘里管）代替阻力大的孔板，仍用式（1-119）计算v q ，但用v c 代替0c ，v 0.98~0.99c =， f 0.1h =，f h ↓↓。 例1-10 以上几种流量计均是恒截面变压差（变阻力）流量计。变阻力式流量计是人为设置一阻力构件（如孔板），造成局部阻力（压降），利用能量守恒原理及连续性方程关联此压降与流速及至流量的关系。 1.7.3转子流量计 （1）转子流量计的结构原理 浮力 f 21f ()V g z z A g ρρ=- 1 2f f f 220112120 101()22p p A V g u p u p gz gz A u u A ρρρ? ?-=??? ++=++???=??? 12f f 2 20 112010 1()()22f p p A V g u p u p A u u A ρρρρ? ?-=-? ?+ =+???=?? 0u C =v 00q u A =
腐蚀性介质和多相流体的流量测量技术
腐蚀性介质和多相流体的流量测量技术 流量测量涉及广泛的应用领域。过程测量、能源计量、环境保护、交通运输等高耗能领域对流量测量的需求急速增长，为流量测量技术提出了新的要求。不仅要求流量测量仪表耐高温高压，而且能自动补偿参数变化对测量精度的影响，从节约能源、成本核算、贸易往来及医药卫生等方面的特殊要求考虑，要求流量测量精度高、压损小、可靠性高。 新技术、新器件、新材料和新工艺及新软件的开发应用，使得流量计的测量准确度越来越高，流量的测量范围越来越广。同时流量计对测量介质的要求在降低，适用范围也越来越宽，智能化程度及可靠性得到了很大的提高。 腐蚀性介质的流量测量 腐蚀是金属在其环境中由于化学作用而遭受破坏的现象。一切金属与合金对于某些特定环境可以是耐腐蚀的，但是在另一些环境中却对腐蚀又很敏感。一般来说，对于所有环境都耐腐蚀的工业用金属材料是不存在的。 腐蚀可以分为均匀腐蚀（uniformcorrosion）或全面腐蚀（general corrosion）与局部腐蚀（localized corrosion）。全面腐蚀的腐蚀速度可用mm/a（每年腐蚀的毫米数）等单位来表示。通常将腐蚀速度在0.1mm/a以下的材料作为耐腐蚀材料。对于腐蚀速度较此再大一个数量级，也即腐蚀速度为1mm/a材料，对于一般设备有时可酌情定为可以使用的材料。对于流量仪表的测量元件，则是不容许的。根据腐蚀速度的大小，可以预测金属的使用寿命。 1、腐蚀性介质对流量测量仪表的损害 介质的腐蚀性对流量测量仪表是个严重威胁，只有像夹装式超声波流量计等个别种类的流量计受腐蚀影响较小。 a.腐蚀性介质将流量测量仪表与介质直接接触的关键零部件腐蚀，使之损坏，丧失功能。例如，腐蚀造成差压变送器膜片损坏，硅油外漏而完全失效。电磁流量计电极因腐蚀引起
流量测量中常用流体参数
流量测量中常用的流体参数 流量测量中常用的流体参数 对工业管道流体流动规律的研究、流量测量计算以及仪表选型时，都要遇到一系列反映流体属性和流动状态的物理参数．这些参数，常用的有流体的密度、粘度、绝热指数(等熵指数)、体积压缩系数以及雷诺数、流速比(马赫数)等；这些物理参数都与温度．压力密切相关。流量测量的一次元件的设计以及二次仪表的校验，都是在一定的压力和温度条件下进行的。若实际工况超过设计规定的范围，即需作相应的修正。 一、流体的密度 流体的密度( )是流体的重要参数之一，它表示单位体积内流体的质量。在一般工业生产中，流体通常可视为均匀流体，流体的密度可由其质量和体积之商求出： ＝（1－2） 式中m——流体的质量，kg； V——质量为m的流体所占的体积，m3 密度的单位换算见表1—3。 各种流体的密度都随温度、压力改变而变化．在低压及常温下，压力变化对液体密度的影响很小，所以工程计算上往往可将液体视为不可压缩流体，即可不考虑压力变化的影响．但这只是一种近似计算。而气体，温度、压力变化对其密度的影响较大，所以表示气体密度时，必须严格说明其所处的压力、温度状况． 工业测量中，有时还用“比容”这一参数。比容数是密度数的倒数，单位为m3／kg。 二、流体的粘度 流体的粘度是表示流体内摩擦力的一个参数。各种流体的粘度不同，表示流动时的阻力各异。粘度也是温度、压力的函数．一般说来，温度上升，液体的粘度就下降，气体的粘度则上升．在工程计算上液体的粘度，只需考虑温度对它的影响，仅在压力很高的情况下才需考虑压力的影响。水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切．表征流体的粘度，通常采 用动力粘度( )和运动粘度(v)，有时也采用恩氏粘度(°E)． 流体动力粘度的意义是，当该流体的速度梯度等于l时，接触液层间单位面积上的内摩擦力．流体的动力粘度也可理解为两个相距1m、面积各为1m2的流体层以相对速度1m／s移动时相互间的作用力，即
关于流体流量测量
关于流体流量测量 一、流量测量的意义 流量测量是研究物质量变的科学，质和量的互变规律是事物联系与发展的基本规律，因此，其测量对象已不限于传统意义上的管道流体，凡是需要掌握流体流动的地方都有流量测量的问题。 工业生产过程是流量测量与仪表应用的一大领域，流量 ．．一起统称为 ．．与温度 ．．和物位 ．．、压力 过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。对流体流量进行正却测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。在整个过程检测仪表中，流量仪表的产值约占1/5～1/4。 在能源计量中，使用了大量的流量计，例如石油工业，从石油开采、储运、炼制直到贸易销售，任何一个环节都离不开流量计。 在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量引起了人们的特别关注，因为在天然气的采集、处理、储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中有些流量计涉及到的结算金额数字巨大，对测量准确度和可靠性要求特别高。除此之外，在煤气、成品油、液化石油气、蒸汽、压缩空气、氧气、氮气、水的计量中，也要使用大量的流量计，其中很大一部分用于贸易结算，计量准确度需满足国家的有关标准，这对流量测量提出了很高的要求。 能源计量用流量计往往跟企业的效益有直接的联系，是进行贸易结算的依据，进行能源的科学管理、提高经济效益的重要手段。 在环境保护领域，流量测量仪表也扮演着重要角色。人们为了控制大气污染，必须对污染大气的烟气以及其他温室气体排放量进行监测；废液和污水的排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必须对废液和污水进行处理，对排放量进行控制。于是数以百万计的烟气排放点和污水排放口都成了流量测量对象。 废气和污水流量的测量具有较高的难度。其中烟气的难度在于脏污，含尘，有腐蚀性，流速范围宽广，流通截面不规则，直管段长度难以保证；而污水的难度在于介质脏污、压头低、口径大、流通截面特殊和非满管。 在科学试验领域，种类繁多的流量计提供了大量的实验数据。这一领域中使用的流量计特殊性更多，其中流体的高温、高压、高黏度以及变组分、脉动流和微小流量等都是经常要面对的测量对象。 除了上述的应用领域之外，流量计在现代农业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也都有广泛的应用。 流量测量是一门迅速发展的技术，为了满足各行各业、各种工况的各种流体的流量测量需要，仪表研究机构研究开发了各种原理的流量计，制造厂每年都有新型流量计供应市场。过去难以解决的流量测量问题，如今有的获得了解决。尤其是近30年以来，微电子技术、计算机技术和通信技术进入流量测量仪表，使流量仪表出现一次飞跃，仪表的功能更加丰富，可靠性得到显著提高，测量精确度获得大幅度的提升，于是0.1级科氏力质量流量计、精确度优于±0.3%R的电磁流量计等相继问世。据统计，目前市场上能买到的流量计种类已达百种以上，各种不同类型的流量计相互竞争，并以各自特有的优势占据着一定的市场份额。直至今日，凡是被人们应用的类型，都是因为它们在某些方面有相对优势，而在竞争中取胜的后起之秀也并非十全十美，不能期望用一种流量计覆盖所有的应用领域。 然而，尽管流量测量技术和仪表的类型的测量方法、开发新型仪表的动力。 流量测量是一门复杂、多样的技术，这不仅由于测量精确度的要求越来越高，而且测量对象复杂多样。如流体种类有气体、液体、混相流体，流体工况有从高温到极低温的温度范围，从高压到低压的压力范围，既有低黏度的液体，也有黏度非常高的液体，而流量范围更