1、LWQ系統氣體渦輪系統氣體渦輪流量計流量計LFX分流分流旋旋翼式翼式蒸汽流蒸汽流量計量計分體管段式超聲波分體管段式超聲波流量計流量計渦街流量計渦街流量計LC-11型橢圓齒輪流量計型橢圓齒輪流量計u流量流量是流體在單位時間內通過管道或設備是流體在單位時間內通過管道或設備某橫截面處的數量。某橫截面處的數量。質量流量質量流量：是單位時間內通過的流體質量，：是單位時間內通過的流體質量，用用q qm m表示，單位為表示，單位為kg/skg/s。重量流量重量流量：是單位時間內通過的流體重量，：是單位時間內通過的流體重量，用用q qG G表示，單位為表示，單位為kgf/skgf/s。體積流量體積流量：是單位

2、時間內通過的流體體積，：是單位時間內通過的流體體積，用用q qV V表示，單位為表示，單位為m m3 3/s/s。 這三種方法中，質量流量是表示流這三種方法中，質量流量是表示流量的最好方法。它們三者之間可以互相換量的最好方法。它們三者之間可以互相換算。算。u質量流量和體積流量有下列關系：質量流量和體積流量有下列關系：q qm m =q =qv vu質量流量和重量流量之間關系為：質量流量和重量流量之間關系為：q qG G= q= qm mg gu流量有瞬時流量和累積流量之分。流量有瞬時流量和累積流量之分。u所謂所謂瞬時流量瞬時流量，是指在單位時間內流過管道某，是指在單位時間內流過管道某一截面流體

3、的量。一截面流體的量。u所謂所謂累積流量累積流量，是指在某一時間間隔內流體通，是指在某一時間間隔內流體通過的總量。該總量可以用在該段時間間隔內的過的總量。該總量可以用在該段時間間隔內的瞬時流量對時間的積分而得到，所以也叫積分瞬時流量對時間的積分而得到，所以也叫積分流量。流量。u累積流量除以流體流過的時間間隔，即為累積流量除以流體流過的時間間隔，即為平均平均流量流量。 u流量測量方法：流量測量方法：（1 1）速度式流量測量方法速度式流量測量方法直接測出管道內直接測出管道內流體的流速，以此作為流量測量的依據。流體的流速，以此作為流量測量的依據。（2 2）容積式流量測量方法容積式流量測量方法通過測量

4、單位時通過測量單位時間內經過流量儀表排出的流體的固定容積的數間內經過流量儀表排出的流體的固定容積的數目來實現。目來實現。（3 3）通過直接或間接的方法測量單位時間內流）通過直接或間接的方法測量單位時間內流過管道截面的流體質量數。過管道截面的流體質量數。 工業上常用的流量計，按其測量原理分工業上常用的流量計，按其測量原理分為以下四類：為以下四類： 1 1差壓式流量計差壓式流量計：主要利用管內流體通過節流：主要利用管內流體通過節流裝置時，其流量與節流裝置前后的壓差有一定裝置時，其流量與節流裝置前后的壓差有一定的關系。屬于這類流量計的有標準節流裝置等。的關系。屬于這類流量計的有標準節流裝置等。 2

5、2速度式流量計速度式流量計：主要利用管內流體的速度來：主要利用管內流體的速度來推動葉輪旋轉，葉輪的轉速和流體的流速成正推動葉輪旋轉，葉輪的轉速和流體的流速成正比。屬于這類流量計的有葉輪式水表和渦輪式比。屬于這類流量計的有葉輪式水表和渦輪式流量計等。流量計等。3 3容積式流量計容積式流量計：主要利用流體連續通過：主要利用流體連續通過一定容積之后進行流量累積的原理。屬于一定容積之后進行流量累積的原理。屬于這類流量計的有橢圓齒輪流量計和腰輪流這類流量計的有橢圓齒輪流量計和腰輪流量計。量計。 4 4其它類型流量計其它類型流量計：如基于電磁感應原：如基于電磁感應原理的電磁流量計、渦街流量計等。理的電磁流

6、量計、渦街流量計等。u差壓式流量測量方法，是根據伯努利方差壓式流量測量方法，是根據伯努利方程提供的基本原理，通過測量流體差壓程提供的基本原理，通過測量流體差壓信號來反映流體流量的測量方法。信號來反映流體流量的測量方法。u差壓式流量計是由將被測流體的流量轉換成壓差壓式流量計是由將被測流體的流量轉換成壓差信號的節流裝置、壓力信號傳輸管道和用來差信號的節流裝置、壓力信號傳輸管道和用來測量差壓的差壓計組成。測量差壓的差壓計組成。u節流式流量計主要由兩部分組成：節流裝置和節流式流量計主要由兩部分組成：節流裝置和測量靜壓差的差壓計。測量靜壓差的差壓計。u 節流裝置是安裝在流體管道中，使流體的流節流裝置是安

7、裝在流體管道中，使流體的流通截面發生變化，引起流體靜壓變化的一種裝通截面發生變化，引起流體靜壓變化的一種裝置。常用的節流裝置有文丘利管、噴嘴和孔板，置。常用的節流裝置有文丘利管、噴嘴和孔板，如圖所示。如圖所示。 1、標準節流元件標準孔板標準孔板結構簡單，安裝方便，適合大流量的測量標準噴嘴標準噴嘴標準文丘里管標準文丘里管結構復雜，壓力損失比孔板小當管道內部裝有節流裝置時，流束將在節流件處當管道內部裝有節流裝置時，流束將在節流件處形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，于是形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，于是在節流件前后產生壓力差該壓力差通過差壓計在節流件前后產生壓力差該壓力差通過差壓計檢出流

8、體的體積流量或質量流量與差壓計所測檢出流體的體積流量或質量流量與差壓計所測得的差壓值有確定的數值關系。得的差壓值有確定的數值關系。2、差壓式流量計工作原理及流量基本公式差壓式流量計工作原理及流量基本公式選定兩個截面：選定兩個截面：II是節流裝置是節流裝置前流體開始受節前流體開始受節流裝置影響的截流裝置影響的截面；面；II-II是流束經過是流束經過節流裝置后收縮節流裝置后收縮最厲害的流束截最厲害的流束截面，由伯努利方面，由伯努利方程式得：程式得：2211221 122.(1)22vpvpS vS v由連續性方程：.(2) 01221SvvmvS由于流束在節流裝置后的最小收縮面積S2，實際上很難確

9、切地知道它的數值，因此用節流裝置開孔的截面積S0來表示,20SS其中稱為流束的收縮系數流束的收縮系數，其大小與節流裝置的類型有關。由（2）得：p1、p2流體在截面II和IIII處的靜壓力v1、v2流體在截面II和IIII處的平均流速代入（1）式得：其中：m=S0/S12122212().(368)1vppm上面得到的流速是理論值，因為理想的不可壓縮的流體上面得到的流速是理論值，因為理想的不可壓縮的流體是不存在的。流體有粘度，故有摩擦，因此實際的流速是不存在的。流體有粘度，故有摩擦，因此實際的流速應修正。其次，考慮到使用方便，實際上經常在節流裝應修正。其次，考慮到使用方便，實際上經常在節流裝置前

10、后兩個固定位置上測取壓力置前后兩個固定位置上測取壓力p p1 1、p p2 2，代替，代替p p1 1、p p2 2，在計算在計算v v2 2的公式中亦應修正。考慮這兩方面的因素，的公式中亦應修正。考慮這兩方面的因素， 在在IIIIIIII截面上的流速截面上的流速: :2212222()1vvppm1212pppp流過截面IIII的體積流量為0222012220122()12().(372)vSQv SvSppmSppm稱為流量系數，和節流裝置的面積比 、流體的粘度、密度、取壓方式有關，是用實驗方法確定的系數。221m對于可壓縮流體：對于可壓縮流體：0120120122()2()2 ().(3

11、.74)vvmvqQSPPqqSPPSPP式中流量系數流體膨脹系數（一般氣體有效（見書P112（375）式，液體取1）S0節流裝置的開孔截面積指節流前的流體密度，P1P2節流裝置前后實際測得的壓力差3、差壓式流量計組成差壓式流量計組成節流裝置節流裝置：安裝于管道中產生差壓，節流件前后的差壓與流量成開方關系。引壓導管引壓導管：取節流裝置前后產生的差壓，傳送給差壓變送器。差壓變送器差壓變送器：產生的差壓轉換為標準電信號（4-20mA）。4 4、差壓式流量計的使用、差壓式流量計的使用測量對象測量對象：流體方面，單相、混相、潔凈、臟污；工作狀態工作狀態：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫；管徑方面管徑

12、方面：從幾毫米到幾米；流動條件流動條件：亞音速流、臨界流、脈動流歷史悠久、技術成熟、應用最廣泛。節流式特點： 結構簡單、使用壽命長，適應能力強， 幾乎能測量各種工況下的流量。差壓式流量計孔板引壓管差壓計取壓方式：取壓方式：差壓式流量計是通過測量節流件前后壓力差差壓式流量計是通過測量節流件前后壓力差 p來來實現流量測量的，而壓力差實現流量測量的，而壓力差 p的值與取壓孔位置和的值與取壓孔位置和取壓方式緊密相關。節流裝置的取壓方式有以下取壓方式緊密相關。節流裝置的取壓方式有以下5種種(1)角接取壓角接取壓:上下游取壓管上下游取壓管位于孔板位于孔板(或噴嘴或噴嘴)的的前后前后端面處端面處。角接取壓包

13、括單獨鉆孔和環室取壓。角接取壓包括單獨鉆孔和環室取壓。(2)法蘭取壓：法蘭取壓：上下游側取壓孔上下游側取壓孔的軸線至孔板上、下的軸線至孔板上、下游側端面之間的距離均為游側端面之間的距離均為25.40.8mm（1inch)。取。取壓孔開在孔板上下游側的法蘭上壓孔開在孔板上下游側的法蘭上（3)3)徑距取壓：徑距取壓：上游側取壓孔上游側取壓孔的軸線至孔板上游端面的軸線至孔板上游端面的距離為的距離為1D1Dm m0.1D0.1Dm m，下游側取壓孔下游側取壓孔的軸線至孔極下游的軸線至孔極下游端面的距離為端面的距離為0.5D0.5Dm m。（。（DmDm管道直徑）。管道直徑）。 (4)(4)理論取壓：理

14、論取壓：上游側取壓孔上游側取壓孔的軸線至孔板上游端面的軸線至孔板上游端面的距離為的距離為l Dml Dm0.1Dm0.1Dm，下游側取壓孔下游側取壓孔的軸線至孔板上的軸線至孔板上游端面的距離因游端面的距離因 值不同而異。該距離值不同而異。該距離理論上就是流理論上就是流束收縮到最小截面束收縮到最小截面的距離。如圖的距離。如圖3 37 7中的中的4 44 4位置。位置。 (5)(5)管接取壓：管接取壓：上游側取壓孔上游側取壓孔的軸線至孔板上游端面的軸線至孔板上游端面的距離為的距離為2.5Dm2.5Dm，下游側取壓孔的軸線至孔板下游端面，下游側取壓孔的軸線至孔板下游端面的距離為的距離為8Dm8Dm如

15、圖如圖3 37 7中的中的5 55 5位置該方法使用很位置該方法使用很少少標準取壓裝置是國家標形中規定的兩種取壓裝置，即角接取壓裝置和法蘭取壓裝置。其中角接取壓適用于孔板和噴嘴，而法蘭取壓僅用于孔板。(1)角接取壓裝置角接取壓裝置可以采用環室或夾緊環(單獨鉆孔)取得節流件前后的差壓。（2）法蘭取壓裝置法蘭取壓裝置由兩個帶取壓孔的取壓法蘭組成。標標準準取取壓壓裝裝置：置： 環室取壓 單獨鉆孔取壓 法蘭取壓 標準噴嘴取壓方式 標準孔板的幾種取壓方式標準取壓方式：標準孔板可采用角接取壓、標準孔板可采用角接取壓、法蘭取壓標準噴嘴采法蘭取壓標準噴嘴采用角接取壓用角接取壓環室取壓單獨鉆孔取壓差壓式流量計分

16、類表差壓式流量計分類表 分類原則 分 類 類 型 按產生差壓的作用原理分類1）節流式；2）動壓頭式；3）水力阻力式；4）離心式；5）動壓增益式；6）射流式按結構形式分類1）標準孔板；2）標準噴嘴；3）經典文丘里管；4）文丘里噴嘴；5）錐形入口孔板；6）1/4圓孔板；7）圓缺孔板；8）偏心孔板；9）楔形孔板；10）整體（內藏）孔板；11）線性孔板；12）環形孔板；13）道爾管；14）羅洛斯管；15）彎管；16）可換孔板節流裝置；17）臨界流節流裝置按用途分類1）標準節流裝置；2）低雷諾數節流裝置；3）臟污流節流裝置；4）低壓損節流裝置；5）小管徑節流裝置；6）寬范圍度節流裝置；7）臨界流節流裝置

17、；3.5.3 3.5.3 轉子流量計轉子流量計（1 1）測量原理與流量公式）測量原理與流量公式 轉子流量計具有結構簡單、使用方便、價格便轉子流量計具有結構簡單、使用方便、價格便宜、量程比大、刻度均勻、直觀性好等特點，可測量各宜、量程比大、刻度均勻、直觀性好等特點，可測量各種液體和氣體（種液體和氣體（蒸汽用電氣遠傳金屬浮子流量計）的體）的體積流量，并將所測得的流量信號就地顯示或變成標準的積流量，并將所測得的流量信號就地顯示或變成標準的電信號或氣信號遠距離傳送。電信號或氣信號遠距離傳送。 轉子流量計主要由轉子（浮子）、錐形管及支轉子流量計主要由轉子（浮子）、錐形管及支撐連接部分組成。撐連接部分組成

18、。轉子流量計的構造是在一根截面積自下而上逐漸擴大的轉子流量計的構造是在一根截面積自下而上逐漸擴大的垂直錐形玻璃管垂直錐形玻璃管1 1內，裝有一個能夠旋轉自如的由金屬或內，裝有一個能夠旋轉自如的由金屬或其它材質制成的轉子其它材質制成的轉子2 2（或稱浮子）。被測流體從玻璃管（或稱浮子）。被測流體從玻璃管底部進入，從頂部流出。底部進入，從頂部流出。 LZB型玻璃轉子流量計型玻璃轉子流量計當流體自下而上流過垂直的錐形管時，轉子受到兩個當流體自下而上流過垂直的錐形管時，轉子受到兩個力的作用：一是垂直向上的推動力，它等于流體流經轉子與錐力的作用：一是垂直向上的推動力，它等于流體流經轉子與錐管間的環形截面

19、所產生的壓力差；另一是垂直向下的凈重力，管間的環形截面所產生的壓力差；另一是垂直向下的凈重力，它等于轉子所受的重力減去流體對轉子的浮力。當流量加大使它等于轉子所受的重力減去流體對轉子的浮力。當流量加大使壓力差大于轉子的凈重力時，轉子就上升。當壓力差與轉子的壓力差大于轉子的凈重力時，轉子就上升。當壓力差與轉子的凈重力相等時，轉子處于平衡狀態，即停留在一定位置上。在凈重力相等時，轉子處于平衡狀態，即停留在一定位置上。在玻璃管外表面上刻有讀數，根據轉子的停留位，即可讀出被測玻璃管外表面上刻有讀數，根據轉子的停留位，即可讀出被測流體的流量。流體的流量。 轉子流量計是變截面定壓差流量計。作用在浮轉子流量

20、計是變截面定壓差流量計。作用在浮子上下游的壓力差為定值，而浮子與錐管間環形截面積隨流量子上下游的壓力差為定值，而浮子與錐管間環形截面積隨流量而變而變 。浮子在錐形管中的位置高低即反映流量的大小。浮子在錐形管中的位置高低即反映流量的大小。設Vf為轉子的體積，F為轉子最大部分的截面積，1為轉子材質的密度，為被測流體的密度。若上游環形截面為1-1，下游環形截面為2-2，則流體流經環形截面所產生的壓強差為（p1-p2）。當轉子在流體中處于平衡狀態時，即轉子承愛的壓力=轉子所受的重力流體對轉子的浮力于是121()PP Fvv112pppvF 設流體流過環隙F1的流速為C：122(),KPPCK其中 為系

21、數。2210F0.25)dnld（則可寫出轉子流量計的體積流量公式，1112()vvqcFKFFd0在刻度尺零點處的錐形管內徑。n轉子升起單位高度時，錐形管內徑的變化。l轉子由零點上升的高度。d轉子的最大直徑。(1-69)（2 2）轉子流量計的使用與特點）轉子流量計的使用與特點 轉子流量計的刻度與被流體的密度有關。通常流量計在出廠之前，先用20C的水和20C及1atm空氣分別作為標定流量計刻度的介質。當應用于測量其它流體時，需要對原有的刻度加以校正。 假定出廠標定時所用液體與實際工作時的液體的流量系數相等，并忽略粘度變化的影響，根據式1-69，在同一刻度下，兩種液體的流量關系為式中下標1表示出

22、廠標定時所用的液體；下標2表示實際工作時的液體。f-轉子材料的密度。212112fvvfqq用一個用水標定的轉子流量計來測量苯的流量，流量計的讀數為28 m3/h，已知轉子密度為7920 kg/m3的不銹鋼，苯的密度為0.831 kg/L，求苯的實際流量是多少？21211237.920.831) 128(7.92 1) 0.83128 1.1131.08/fvvyfQqqmh苯（例已知： 1=1 kg/L，2=0.831 kg/L， f=7.92 kg/L， qv1=QN =28 m3/h，代入修正公式式可得：解所以苯的實際流量是31.08m3/h。LDE型電磁流量計型電磁流量計（1）測量原理

23、電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。如圖所示，設在均勻磁場中，垂直于磁場方向有一個直徑為D的管道。管道由不導磁材料制成，當導電的液體在導管中流動時，導電液體相當于長度為長度為D的導線的導線沿管軸向運動管軸向運動切割磁力線，因而在磁場及流動方向垂直的方向上產生感應電動勢，如安裝一對電極于該長度為長度為D的虛擬導線兩側的虛擬導線兩側，則電極間產生和流速成比例的電動勢即電位差。式中，E為感應電動勢：B為磁感應強度，D為管道內徑；v為液體在管道內平均流速。而流量EBDv244vDDEqvBa:a:直流勵磁直流勵磁直流勵碰方式用直流電產生磁直流勵碰方

24、式用直流電產生磁場或采用永久磁鐵，但是，使用直場或采用永久磁鐵，但是，使用直流磁場易使通過測量管道的電解質流磁場易使通過測量管道的電解質液體被液體被極化，即電解質在電場中被極化，即電解質在電場中被電解，產生正負離子，在電場力的電解，產生正負離子，在電場力的作用下，負離子跑向正極作用下，負離子跑向正極(見圖見圖317電極位置），正離子跑向負極。電極位置），正離子跑向負極。這樣，將導致正負電極分別被相反這樣，將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響儀表極性的離子所包圍，嚴重影響儀表的正常工作所以，的正常工作所以，直流勵磁一般直流勵磁一般只用于測量非電解質液體，如液態只用于測量非電解質液體

25、，如液態金屬等金屬等b:交流勵磁交流勵磁目前，工業上使用的電磁流量計，大都采用工頻目前，工業上使用的電磁流量計，大都采用工頻(50Hz)(50Hz)電源交電源交流勵磁方式，即它的磁場是由正弦交變電流產生的，所以產生的流勵磁方式，即它的磁場是由正弦交變電流產生的，所以產生的磁場也是一個交變磁場。交變磁場變送器的主要優點是消除了電磁場也是一個交變磁場。交變磁場變送器的主要優點是消除了電極表面的極化干擾另外，由于磁場是交變的，所以輸出信號也極表面的極化干擾另外，由于磁場是交變的，所以輸出信號也是交變信號。是交變信號。直流勵磁方式和交流勵磁方式各有優缺點，為了充分發直流勵磁方式和交流勵磁方式各有優缺點

26、，為了充分發揮它們的優點，盡量避免它們的缺點，揮它們的優點，盡量避免它們的缺點，7070年代以來，人們開年代以來，人們開始采用低頻方波勵磁方式它的勵磁電流波形如圖所示，其始采用低頻方波勵磁方式它的勵磁電流波形如圖所示，其頻率通常為工頻的頻率通常為工頻的1 14 4一一l l1010 從圖可見，在半個周期內，磁場是恒穩的直流磁場，它從圖可見，在半個周期內，磁場是恒穩的直流磁場，它具有直流勵磁的特點，受電磁干擾影響很小。從整個時間過具有直流勵磁的特點，受電磁干擾影響很小。從整個時間過程看，方波信號又是一個交變的信號，所以它能克服直流勵程看，方波信號又是一個交變的信號，所以它能克服直流勵磁易產生的極

27、化現象因此，低頻方波勵磁是一種比較好的磁易產生的極化現象因此，低頻方波勵磁是一種比較好的勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應用勵磁方式，目前已在電磁流量計上廣泛的應用c:低頻方波勵磁低頻方波勵磁（2）電磁式流量計的使用）電磁式流量計的使用可以測量各種腐蝕性介質：酸、堿、鹽溶液以及帶有懸可以測量各種腐蝕性介質：酸、堿、鹽溶液以及帶有懸浮顆粒的漿液。浮顆粒的漿液。此流量計無機械慣性，反應靈敏，可以測此流量計無機械慣性，反應靈敏，可以測量脈沖流量，而且線性較好，可以直接進行等分刻度。量脈沖流量，而且線性較好，可以直接進行等分刻度。只能測量導電液體，只能測量導電液體，對于氣體、蒸氣以及含大量氣泡的對于氣體、蒸氣以及含大量氣泡的液體，或者電導率很低的液體不能測量。液體，或者電導率很低的液體不能測量。測量管內襯材料一般不宜在高溫下工作，所以目前一般測量管內襯材料一般不宜在高溫下工作，所以目前一般的電磁流量計還的電磁流量計還不能用于測量高溫介質不能用于測量高溫介質。一、水表一、水表切線流葉輪式、豎式葉輪式、軸流式葉輪式切線