68 流量測量節(jié)流式復(fù)件

1、6.1 概述6.2 容積式流量計6.3 浮子流量計6.4 渦輪流量計6.5 旋渦流量計6.6 電磁流量計6.7 超聲流量計6.8 節(jié)流流量計6.9 質(zhì)量流量計6.11 流量表準(zhǔn)裝置16.8 節(jié)流式流量計Differential Pressure Flowmeters2特點：節(jié)流式流量計，在管道中設(shè)置了一個節(jié)流件，節(jié)流件上下游產(chǎn)生差壓，該差壓與流體流量有關(guān)。3實流實驗孔板錄像 由于慣性的作用，流束通過孔板后還將繼續(xù)收縮，由于流體的黏性和局部阻力以及靜壓差回流等的影響將造成渦流能量損失。456實流實驗7891011126.8.1節(jié)流裝置的測量原理和流量方程（1）測量原理和流動情況常見標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件:標(biāo)

2、準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、文丘里管及文丘里噴嘴標(biāo)準(zhǔn)孔板136.8.1節(jié)流裝置的測量原理和流量方程（1）測量原理和流動情況常見標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件標(biāo)準(zhǔn)噴嘴14文丘里噴嘴154）經(jīng)典文丘里管16非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件5）錐形入口孔板6）1/4圓形孔板177）圓缺孔板8）偏心孔板10）楔形孔板11）線性孔板9）彎管12) 內(nèi)錐流量計18（2）節(jié)流裝置的流量方程假定：流動為一維等熵流體、定常流動,則:19、截面，連續(xù)性方程：、截面上,能量守恒（2）節(jié)流裝置的流量方程假定：流動為一維等熵流體、定常流動,則:20（2）節(jié)流裝置的流量方程假定：流動為一維等熵流體、定常流動。則、截面連續(xù)性方程為節(jié)流裝置的直徑比（或稱孔徑比、節(jié)

3、流比）為節(jié)流孔面積為流束收縮系數(shù)注：與節(jié)流件的形式及流動狀態(tài)有關(guān)21對于不可壓縮流體,有為節(jié)流裝置的直徑比節(jié)流孔面積為流束收縮系數(shù)（2）節(jié)流裝置的流量方程注：與節(jié)流件的形式及流動狀態(tài)有關(guān)22取壓是按規(guī)定方式在節(jié)流件兩側(cè)取壓，與P1 ,P2有偏差。取壓系數(shù)，由取壓方式?jīng)Q定取壓系數(shù)不可壓縮流體（2）節(jié)流裝置的流量方程標(biāo)準(zhǔn)孔板23以上考慮了理想流體伯努力方程，沒有考慮摩擦，有粘性時需修正。粘性修正系數(shù)粘性修正系數(shù)不可壓縮流體（2）節(jié)流裝置的流量方程24綜合流束收縮系數(shù)、取壓系數(shù)、粘性修正系數(shù)，得：流量方程流量系數(shù)漸進(jìn)速度系數(shù)令：則：流出系數(shù)（2）節(jié)流裝置的流量方程25流出系數(shù)C的特點：是節(jié)流裝置最為

4、重要的系數(shù)與節(jié)流件型式、孔徑比、取壓方式、被測介質(zhì)性質(zhì)、流動狀態(tài)等有關(guān)。確定方法：實驗方法確定。26流出系數(shù)C的經(jīng)驗公式：27流出系數(shù)C的經(jīng)驗公式：28流出系數(shù)C的迭代計算：方法：弦截法迭代計算獲得C。假設(shè)：已確定29對于可壓縮流體：膨脹修正系數(shù)氣體等熵指數(shù)（絕熱指數(shù)），與氣體性質(zhì)相關(guān)。19912003單原子/雙 原 子/多原子：1.67/1.4/1.2930注：對于不可壓縮流體 , 對于可壓縮流體流量方程結(jié)論：根據(jù)實際工況在線迭代計算根據(jù)實際工況在線計算316.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置：按標(biāo)準(zhǔn)文本規(guī)定制造、安裝、使用，無須實流標(biāo)定，可直接使用。最新版本：ISO5167-2003,GB

5、/T2624-2006；其他流量計均需實流標(biāo)定；非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置：必須進(jìn)行標(biāo)定，不在標(biāo)準(zhǔn)范圍的節(jié)流件，如圓缺孔板，環(huán)形孔板，楔形流量計、內(nèi)錐流量計等等32流體條件：滿管流，單相流，定常流，無相變流，無旋流。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置:標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件符合標(biāo)準(zhǔn)的取壓裝置前后直管段6.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置336.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)孔板。標(biāo)準(zhǔn)孔板是一塊具有圓形開孔、與管道同心、直角入口邊緣非常銳利的薄板。用于不同的管道內(nèi)徑和各種取壓方式的標(biāo)準(zhǔn)孔板，其幾何形狀都是相似的。孔板的軸向截面如圖所示。對圖中的 、 （和）及 的尺寸、精度、粗糙度、尖銳度、圓度等等要求，標(biāo)準(zhǔn)中均有具體規(guī)定。（1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件346.8.2 標(biāo)準(zhǔn)

6、節(jié)流裝置標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。ISA1932噴嘴是一個以管道中心線為對稱軸的對稱體，如圖所示。35標(biāo)準(zhǔn)噴嘴。ISA1932噴嘴是一個以管道中心線為對稱軸的對稱體，如圖所示。366.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 文丘里管。標(biāo)準(zhǔn)文丘里管分為經(jīng)典文丘里管和文丘里噴嘴兩種形式。376.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 文丘里噴嘴：標(biāo)準(zhǔn)文丘里管分為經(jīng)典文丘里管和文丘里噴嘴兩種形式。386.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（2）取壓方式和取壓裝置 差壓式流量計的輸出信號就是節(jié)流件前后取出的差壓信號。不同的取壓方式，即取壓孔在節(jié)流件前后的位置不同，取出的差壓值也不同。所以，不同的取壓方式，對同一個節(jié)流件的流出系數(shù)也將不同。角接取壓法、法蘭取壓法、-/

7、2取壓法（也稱徑距取壓法）396.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置角接取壓裝置（2）取壓方式和取壓裝置b 法蘭取壓裝置單獨鉆孔環(huán)室環(huán)室：均衡壓差，提高測量精度406.8.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（3）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的管道條件416.8.3 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置系數(shù)的確定42436.8.3 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置系數(shù)的確定446.8.4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計算456.8.4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計算體積流量單位m3/h;質(zhì)量流量單位g/h ,單位，密度kg/m3差壓 Pa第一類命題（正問題）:pq 測量過程（校驗計算）第二類命題(逆問題)： qp 設(shè)計過程（設(shè)計計算）46第一類命題(pq 測量過程)的計算步驟:迭代準(zhǔn)備6.8.4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的

8、計算弦截法迭代公式476.8.4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計算迭代變量:迭代誤差：相對誤差：迭代公式486.8.4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計算設(shè)：計算：由C1計算X2（qm2）：（1）（2）（n=1）（n=2）496.8.4 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計算當(dāng)n=3時，將X1,X2,12代入迭代公式，計算X3,C3,3迭代計算：及當(dāng)n=4時將X2,X3,23代入迭代公式，計算X4,C4,4及至迭代結(jié)束Xn（qn）欲求的流量值。506.8.6 節(jié)流式流量計特點與安裝使用結(jié)構(gòu)簡單使用方便壽命長工作可靠成本低無須標(biāo)定（指標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置）適應(yīng)性廣壓力損失大(一般指孔板)安裝要求嚴(yán)格51小結(jié)節(jié)流式流量計的特點；常見標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件與非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流

9、件有哪些；節(jié)流裝置的流量方程推導(dǎo)；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計算526.8.5 內(nèi)錐流量計原理：將流體節(jié)流收縮到管道中心軸線附近 ,通過測量此V形內(nèi)錐體前后的差壓來測量流量。53體積流量：等效直徑比:54內(nèi)錐式流量計本身能矯正已畸變的速度分布 在很大程度上消除旋渦二次流 5556參考文獻(xiàn)Stephen A. Ifft, Eric D. Mikkelsen, Pipe Elbow Effects on the V-Cone Flowmeter, ASME Fluids Engineering ConferenceR, Washington D. C., 1993Stephen A. Ifft, Partia

10、lly Closed Valve Effects on the V-Cone Flowmeter, 8th International Conference on Flow MeasurementR, October 1996, Beijing, ChinaS. N. Singh, V. Seshadri, R. K. Singh, R. Gawhade, Effect of upstream flow disturbances on the performance characteristics of a V-cone flowmeter, Flow Measurement and Inst

11、rumentationR, 2006, 17: 291297Darin George, Edgar Bowles, Marybeth Nored, Bob Peters, Richard Steven, Tests on the V-Cone Flow Meter at Southwest Research Institute and the Utah State University in Accordance with the New API Chapter 5.7 Test ProtocolRR. J. W. Peters, Richard Steven, Steve Caldwell,

12、 Bill Johansen, Testing the Wafer V-Cone flowmeters in accordance with API 5.7 “Testing Protocol for Differential Pressure Flow Measurement Devices” in the CEESI Colorado test facility, Flow Measurement and InstrumentationR, 2006, 17: 247254Stephen A.Ifft, Permanent Pressure Loss Comparison Among Va

13、rious Flowmeter TechnologiesR, McCrometer, Hemet, California, USA華紹曾，楊學(xué)寧等編譯，實用流體阻力手冊M，北京：國防工業(yè)出版社，1985.INTERNATIONAL STANDARD ISO 5167-2 2nd edition 2003-03-01 Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full-Part2:Orifice Pl

14、atesS.“Flow Measurement Engineering Handbook” R，R.W. Miller, McGRAW HILL, Third Edition, 1996.57于中偉，內(nèi)錐流量計的仿真與實驗研究：優(yōu)秀碩士學(xué)位論文D，天津：天津大學(xué)，2005.吳經(jīng)緯, 內(nèi)錐流量計可膨脹系數(shù)與濕氣測量特性的數(shù)值研究: 優(yōu)秀碩士學(xué)位論文D，天津：天津大學(xué)，2007.楊會峰, 內(nèi)錐流量計可膨脹系數(shù)與濕氣測量特性的實驗研究: 優(yōu)秀碩士學(xué)位論文D，天津：天津大學(xué)，2007徐英 于中偉 張濤 李剛. V形內(nèi)錐流量計關(guān)鍵參數(shù)對流出系數(shù)的影響J.機(jī)械工程學(xué)報，2008，44(12)：105-111.徐英 楊會峰 張濤 內(nèi)錐流量計可膨脹系數(shù)實驗研究J.計量學(xué)報，2008, v 29, n 5, p 457-460. 徐英 王磊 崔銘芳 李振林 李剛 張濤.L懸臂型內(nèi)錐流量計可膨脹系數(shù)仿真與實驗研究J.天津大學(xué)學(xué)報，2009年11月發(fā)表徐英 張立偉 張濤 李振