流體輸送管路-流體流動的檢測方法

化工流體輸送單元操作項目二流體輸送管路

知識點5：流量計實踐探索主要內(nèi)容一、基礎知識二、測速管三、孔板流量計四、轉(zhuǎn)子流量計1.流量計：用以測量管路中流體流量(單位時間內(nèi)通過的流體體積)的儀表。一、基礎知識

2.流量計的兩種類型（1）變壓頭流量計【特點】將流體的動壓頭的變化以靜壓頭的變化的形式表示出來。讀數(shù)指示由壓強差換算而來。【例如】測速管、孔板流量計和文丘里流量計?！菊f明】除測速管測定管截面上的點速度外，其余均測得平均速度。一、基礎知識（2）變截面流量計

【特點】流體通過流量計時的壓力降是固定的，流體流量變化時流道的截面積發(fā)生變化，以保持不同流速下通過流量計的壓強降相同?！纠纭哭D(zhuǎn)子流量計?！菊f明】變截面流量計可直接測得流體的體積流量。一、基礎知識1.測速管的結(jié)構

ABu外管：開口平行于流向pB內(nèi)管：開口垂直于流向pA二、測速管

①測速管又稱皮托（Pitot）管，是由兩根彎成直角的同心套管組成；②內(nèi)管管口敞開；③外管的管口封閉；④外管前端壁面四周開有若干測壓小孔。RAB實際應用的畢托管示意圖2.測速管工作原理對于某水平管路，測速管的內(nèi)管處測得的是管口所在位置的局部流體動壓頭與靜壓頭之和，外管測壓孔測得為靜壓頭。二、測速管3.平均流速的確定問題：如何測平均流速、流量、速度分布平均流速：放于管中心處，測出umax，層流：湍流：二、測速管

a）管口截面：嚴格垂直于流體的流動方向；b）測量點選擇：在穩(wěn)定流動段（直管段），且前后直管各50d,至少8∽12d；

c）畢托管直徑：外徑不超過管徑的1/50；

d）測量氣體時：壓力變化不超過15%；要求氣體流速>5m/s；

e）壓差較小時：可配合微差壓差計使用。4.安裝二、測速管5.測速管的優(yōu)點：

結(jié)構簡單；

使用方便；

流體的機械能損失很少。6.測速管的局限性：

測速管較多地用于測量氣體流場中某點的速度；

測壓孔易堵塞，流體含固體雜質(zhì)時不宜采用。二、測速管三、孔板流量計1.工作原理：

當充滿管道的流體流經(jīng)孔板時，將產(chǎn)生局部收縮，流束集中，流速增加，靜壓力降低，于是在孔板前后產(chǎn)生一個靜壓力差，該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關系，流量越大，壓力差就越大。通過導壓管將差壓信號傳遞給差壓變送器，轉(zhuǎn)換成4～20mA.DC標準信號，經(jīng)流量顯示儀，便顯示出管道內(nèi)的瞬時和累積流量。三、孔板流量計

孔板流量計三、孔板流量計2.孔板流量計的安裝:（1）水平安裝在管路上；（2）孔板流量計安裝時，上、下游需要有一段內(nèi)徑不變的直管作為穩(wěn)定段，上游長度至少為管徑的10倍，下游長度為管徑的5倍。（3）不宜安裝在要求阻力很小處(如泵入口)。三、孔板流量計優(yōu)點：結(jié)構簡單牢固，制造、使用方便，性能穩(wěn)定可靠,造價低,使用壽命長；缺點:

(1)測量精度普遍偏低;

(2)范圍度窄;

(3)現(xiàn)場安裝條件要求高;

(4)壓損大：主要是由于流體流經(jīng)孔板時，截面的突然縮小與擴大形成大量渦流所致。雖然流體經(jīng)管口后某一位置流速已恢復與孔板前相同，但靜壓力卻不能恢復，產(chǎn)生了永久壓力降。約占流量計全部用量的1/4~1/33.主要優(yōu)缺點三、孔板流量計1.轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構特點：變截面，恒壓差。四、轉(zhuǎn)子流量計（1）上粗下細的錐形玻璃管（錐角約在4°左右）；（2）管內(nèi)一個密度大于被測流體的固體轉(zhuǎn)子（或稱浮子）；（3）流體自玻璃管底部流入，經(jīng)過轉(zhuǎn)子和管壁之間的環(huán)隙，再從頂部流出。2.測量原理：（1）當被測流體以一定的流量流經(jīng)轉(zhuǎn)子與管壁之間的環(huán)隙時，在轉(zhuǎn)子上、下端面形成一個壓差，將轉(zhuǎn)子托起，使轉(zhuǎn)子上浮。當三個力平衡時，轉(zhuǎn)子的位置不動。（2）當流速增大時，壓差變大，平衡破壞，轉(zhuǎn)子位置上升；（3）轉(zhuǎn)子停留的位置可確定流量的大小。四、轉(zhuǎn)子流量計3.流量的測定

由于流量與環(huán)隙面積有關，在圓錐形筒與浮子的尺寸固定時，環(huán)隙面積AR決定于浮子在筒內(nèi)的位置，因此，轉(zhuǎn)子流量一般都以轉(zhuǎn)子的位置來指示流量。轉(zhuǎn)子流量計玻璃管外表面上刻有流量值，根據(jù)轉(zhuǎn)子平衡時其上端平面所處的位置，即可讀取相應的流量。四、轉(zhuǎn)子流量計5.轉(zhuǎn)子流量計的使用（1）用于清潔或腐蝕性流體測量；（2）玻璃管不耐高溫、高壓，易碎；（3）開啟時，應緩慢調(diào)節(jié)流量閥。4.轉(zhuǎn)子流量計的安裝（1）轉(zhuǎn)子流量計必須垂直安裝在管路上；（2）為便于檢修，應設置如圖所示的支路。四、轉(zhuǎn)子流量計6.轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)缺點【優(yōu)點】轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)方便，流動阻力很小，測量范圍寬，測量精度較高，對不同的流體適用性廣?！救秉c】玻璃管不能經(jīng)受高溫和高壓，在安裝使用過程中玻璃容易破碎。四、轉(zhuǎn)子流量計大流量轉(zhuǎn)子流量計小流量轉(zhuǎn)子流量計四、轉(zhuǎn)子流量計

流量計發(fā)展到今天雖然已日趨成熟,但其種類仍然極其繁多,至今尚無一種對于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?；ち黧w輸送單元操作項目二流體輸送管路

知識點6：液位計實踐探索主要內(nèi)容一、液位檢測方法二、直接測量法三、間接測量法一、液位檢測方法

液位檢測總體上可分為直接檢測和間接檢測兩種方法。直接測量：是一種最為簡單、直觀的測量方法，它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標尺的觀察管中，通過標尺讀出液位高度。

間接測量：是將液位信號轉(zhuǎn)化為其它相關信號進行測量，如壓力法、浮力法、電學法、熱學法等。

直接測量是一種最為簡單、直觀的測量方法，它是利用連通器的原理，將容器中的液體引入帶有標尺的觀察管中，通過標尺讀出液位高度。下圖所示的是玻璃管液位計。二、直接測量法

H1H2氣相切斷閥液相切斷閥玻璃管液位計利用液相壓力平衡原理：當時H1=H2∴原理：玻璃管液位計1.壓力法液位

壓力法依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進行測量。由于液體對容器底面產(chǎn)生的靜壓力與液位高度成正比，因此通過測容器中液體的壓力即可測算出液位高度。

對常壓開口容器，液位高度H與液體靜壓力P之間有如下關系：

三、間接測量法

下圖為用于測量開口容器液位高度的三種壓力式液位計。(a)壓力表式液位計(b)法蘭式液位變送器(c)吹氣式液位計

對于密閉容器中的液位測量，可用差壓法進行測量，它可在測量過程中消除液面上部氣壓及氣壓波動對示值的影響，下圖示出差壓式液位計測量原理。

法蘭式壓力（差壓）變送器量程遷移無論是壓力檢測法還是差壓法，均要求零液位與檢測儀表在同一水平高度，否則會產(chǎn)生附加靜壓誤差。處理方法對壓力變送器進行零點調(diào)整，使在只受附加靜壓力時輸出為“零”。量程遷移量程遷移無遷移負遷移正遷移Hh2.浮力法

恒浮力式檢測基本原理：通過測量漂浮于被測液面上的浮子（也稱浮標）隨液面變化而產(chǎn)生的位移。比如：鋼帶浮子式液位計、浮球液位計、磁浮子液位計等。變浮力式檢測基本原理：利用沉浸在被測液體中的浮筒（也稱沉筒）所受的浮力與液面位置的關系檢測液位。比如：浮筒式液位計。（1）鋼帶浮子式液位計

右圖為直讀式鋼帶浮子式液位計，這是一種最簡單的液位計，一般只能就地顯示。（2）浮球液位計

電動浮球液位變送器的測量部分由浮球與平衡桿和平衡錘組成力矩平衡機構，因此浮球可以自由地隨液位的變化而升降。當液位改變時，浮球的位置發(fā)生相應的變化，通過球桿帶動主軸轉(zhuǎn)動，表頭內(nèi)角位移傳感器與主軸通過齒輪嚙合，將液位的變化轉(zhuǎn)換成相應的電信號。（3）磁浮子液位計

磁性浮子、浮球式液位計主要由本體部分、就地指示器、遠傳變送器以及上、下限液位報警器等幾部分組成。磁性浮子式液位計通過與工藝容器相連的筒體內(nèi)浮子隨液面（或界面）的上下移動，由浮子內(nèi)的磁鋼利用磁耦合原理驅(qū)動磁性翻板指示器，用紅藍兩色（液紅氣藍）明顯直觀地指示出工藝容器內(nèi)的液位或界位。（4）浮筒式液位計

浮筒式液位計屬于變浮力液位計，當被測液面位置變化時，浮筒浸沒體積變化，所受浮力也變化，通過測量浮力變化確定出液位的變化量。 圖中：1-浮筒；2-彈簧；3-差動變