流速及流量測量1

第七章

流速及流量測量

第一節(jié)流速測量一．機(jī)械法測量流速二．散熱率法測量流速動壓法激光多普勒測速一．機(jī)械法測量流速1．種類：翼式、杯式杯式翼式適用范圍：以前：風(fēng)速范圍為15—20m/s以內(nèi)，只能測量流速的平均值，不能測量脈動流。通過機(jī)械儀表用指針指示。目前：測速范圍為0.25—30m/s，并且可測量流速的瞬時值?？蓪⑷~輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電信號。2.測量原理空氣通過轉(zhuǎn)杯時，推動葉片轉(zhuǎn)動。根據(jù)葉片的轉(zhuǎn)速推算流體流速一．機(jī)械法測量流速AVM-03風(fēng)速計風(fēng)速計檔位測量范圍分辨率誤差M/S0.3-45.00.1±3%or0.1位KNOTS0.6-88.00.1±3%or0.1位ft/min60-880010±3%or10位Km/hr1-140.00.1±3%or0.1位溫度(AVM-03)℃0-600.1±0.8溫度(AVM-03)℉32-1400.1±1.5二．散熱率法測量流速原理：散熱率與流體的流速成正比。1．熱線風(fēng)速儀測量方法：恒電流法、恒溫法ITT→vI→v恒流型恒溫型當(dāng)氣流速度較小，可不考慮流體的可壓縮性，并認(rèn)為他的密度為常數(shù)，建立伯努利方程：三．動力測壓法測量流速1．原理

AB結(jié)論：測出全壓和靜壓即可測得流體流速。_________動力測壓法基本公式對于可壓縮性氣體總壓和靜壓之間關(guān)系式為：在通風(fēng)空調(diào)工程中，氣體流速一般低于40m/s，空氣溫度為20℃，常溫下音速為343m/s，可壓縮性修正系數(shù)絕熱指數(shù)馬赫數(shù)所以氣體的可壓縮性程度對于動壓的影響很小，一般情況下可忽略。（1+ε）=1.00341.測量原理國標(biāo)中規(guī)定：測壓管的使用上限流速馬赫數(shù)M<0.25，測量下限流速在全壓孔的Re>200。上限或下限的規(guī)定都是為了避免造成過大的測量誤差。

1.測量原理2．靜壓的測量PJ（1）測量原理：（2）靜壓管：用細(xì)管彎成L形，頭部為圓球形，在水平測量端的表面上均勻布置測壓孔，一般至少為6個，另一端接壓力表，用來測量靜壓。注意：①在不影響靜壓管強(qiáng)度的前提下，減少靜壓管直徑D，從而減少對氣流的影響。②測壓孔開在距離管柱8—10D，距離端部3—6D。使測得靜壓不受管柱和端部影響。③靜壓管盡可能放置的與氣流方向一致，偏離方向應(yīng)在不靈敏度范圍之內(nèi)。④測壓孔一般為0.5—1.0mm，太小易堵，太大則加入部分動壓。2．靜壓的測量（3）壁面測量靜壓測壓孔直接開在管壁上，要求測量孔附近的壁面要光滑平整，孔軸要與壁面垂直，孔徑一般為0.5mm。

3．總壓的測量測量儀器：L形畢托管。

4．畢托管將測量的全壓和靜壓用引出管引出，與差壓計相接即可測量動壓。實際應(yīng)用的畢托管的公式為：kp為速度校正系數(shù)，一般情況下畢托管在使用之前需要進(jìn)行標(biāo)定，以確定速度校正系數(shù)。（1）L形畢托管：標(biāo)準(zhǔn)形畢托管，想知道分類嗎（2）T形畢托管：迎著流體的開口端測量流體的總壓，背著流體的開口端測量流體的靜壓。一般用于測量含塵濃度較高的空氣流速，速度校正系數(shù)一般為0.83—0.87。例如測量煙氣流速。繼續(xù)看吧四．激光多普勒測速技術(shù)激光多普勒測速儀是利用隨流體運動的微粒散射光的多普勒效應(yīng)來獲得速度信息，靜止的激光光源發(fā)射的激光照射到隨流體運動的粒子上，同時粒子又將接收到的光波向外散射，當(dāng)靜止的光接收器接收散射光時，光接收器所收到的散射光頻率fs與靜止光源的光波頻率f0之差與運動粒子的速度成正比。這個差值就叫多普勒頻率。

四．激光多普勒測速技術(shù)四．激光多普勒測速技術(shù)1．流量：單位時間內(nèi)流過流體的量，亦稱瞬時流量。2．總流量：在一段時間內(nèi)流過流體量的總和，也可用在這段時間內(nèi)對瞬時流量的積分。3．平均流量：總流量除以得到總流量的時間間隔稱該段時間內(nèi)的平均流量。第二節(jié)流量測量概述定義二．qm—質(zhì)量流量kg/sqw—重量流量kgf/sqv—體積流量m3/s轉(zhuǎn)換關(guān)系：標(biāo)準(zhǔn)體積流量：溫度為20℃，壓力為一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓測得的體積流量為標(biāo)準(zhǔn)體積流量。表達(dá)方式1．差壓式流量計：如：畢托管、孔板、噴嘴、文丘里管、轉(zhuǎn)子流量計等2．速度式流量計：流體推動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪轉(zhuǎn)速與流速成正比。如：水表、渦輪流量計。3．容積式流量計：流量計在被測流體的推動下，將流體一份份封閉在測量腔體內(nèi)，并一份份推送出去，根據(jù)單位時間內(nèi)推送出去的體積數(shù)實現(xiàn)流速的測量。4．其他類型流量計：電磁流量計、渦街流量計、超聲波流量計、質(zhì)量流量計等。流量計分類第三節(jié)差壓式流量計一．利用畢托管測量流量利用畢托管可以測得管道內(nèi)流體的流速，但畢托管所測得的是點流速，而由于流體的粘性作用，管道內(nèi)截面上各點的分布并不均勻，而要想得到管道內(nèi)流體的流量需要得到管道內(nèi)的平均流速，而管道內(nèi)哪一點的流體流速等于平均流速呢？

問題？（1）層流：r0=0.7071R（2）紊流：r0=0.762R所以如果知道被測流體的狀態(tài)，可根據(jù)流體的流速分布情況布置測點，先看看管道內(nèi)流體的速度分布吧以等環(huán)面法為例：圓形管道將截面分成面積相等的數(shù)個同心圓環(huán)。一般n>=5，直徑小于300mm時，n=3按中間矩形法布置測點。在每一個圓環(huán)內(nèi)布置測點，測點所在圓周恰將圓環(huán)面積平分，推薦均布四個。平均流速等于各點平均測點的選擇二．利用節(jié)流裝置進(jìn)行流量測量組成：節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管、顯示儀表信號變換儀表組成（以孔板為例）伯努利方程：流體的連續(xù)運動方程：結(jié)論：截面2處流速最大。截面2處流體的靜壓最低。1.節(jié)流件的工作原理P1P2實際測量值假設(shè)流經(jīng)管道的流體為不可壓縮的流體，對截面1、2列寫：代入2式由1式得：連續(xù)運動方程：（1）伯努利方程：（2）2.流量基本方程式m3/skg/s用實際測得的壓差代替，d’用孔板的開口孔徑d代替，用β表示，并且采用一流出系數(shù)C或流量系數(shù)α。上述公式為：

d繼續(xù)看吧若流體為可壓縮性流體，則kg/s流量系數(shù)α由實驗決定，與節(jié)流件形式、取壓方式、RED、m管道粗糙度有關(guān)。kg/s繼續(xù)看吧m3/s3．標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置取壓方式標(biāo)準(zhǔn)噴嘴：角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板：角接取壓環(huán)室取壓

直接鉆孔取壓法蘭取壓文丘里管：角接取壓想知道結(jié)構(gòu)圖嗎？法蘭取壓的取壓孔軸線與孔板上下游兩側(cè)端面的距離各為25.4±1mm。角接取壓的取壓孔位于孔板或噴嘴上下游兩側(cè)端面處。看看吧（2）流體條件及管道要求1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置只適用于圓形截面的管道中單項、均質(zhì)流體的流量，流體應(yīng)充滿圓管并連續(xù)穩(wěn)定流動，流速應(yīng)小于音速，流體在到達(dá)節(jié)流件前應(yīng)是充分發(fā)展的紊流。2）節(jié)流件上下游的直管段長度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

雙管差壓計、雙波紋管差壓計、電容式差壓變送器等。若直接顯示流量，儀表內(nèi)需要有開方器。4．配套儀表思考題：采用孔板、差壓變送器組成的測量系統(tǒng)測量管道內(nèi)流體的流量。已知差壓變送器的量程為0—0.6KPa，輸出4—20mA，對應(yīng)流體的流量為0—。1.當(dāng)儀表的指示流量為3.0m3/s時，對應(yīng)的孔板兩端的輸出壓差為多少？2.當(dāng)差壓變送器的輸出為12mA時，流體的流量為多少？三．轉(zhuǎn)子流量計恒壓降變截面流量不同轉(zhuǎn)子的高度不同（1）當(dāng)壓差ΔP對浮子產(chǎn)生向上的作用力與介質(zhì)對浮子的浮力之和等于浮子重量時，浮子就處于平衡狀態(tài)。（3）隨著流量減少，差壓ΔP減小，所以浮子下降，（2）隨著流量的增加，差壓ΔP增大，所以浮子上升。看看原理吧由上面兩式由于錐度小，流量公式流量公式轉(zhuǎn)子流量計在出廠時，對于測量氣體的流量計，是以空氣標(biāo)定流量的，對于測量液體的流量計是以水標(biāo)定流量的。當(dāng)轉(zhuǎn)子流量計用于其他氣體或液體流量測量時，應(yīng)進(jìn)行密度修正。對應(yīng)的校正系數(shù)為：（1）介質(zhì)為液體刻度校正（2）介質(zhì)為空氣或刻度校正HH50系列智能金屬管浮子流量計四．動壓平均管（阿紐巴管、笛形管）測量平均動壓，即測量平均流速。第五節(jié)葉輪式流量計一．水表分類：根據(jù)水流特點：切線流：單流束、多流束豎式流：軸流式：根據(jù)流量指示部分位置：濕式水表：流量指示部分處于水中干式水表：流量指示部分處于空氣中。大家都見過水表吧二．渦輪流量計1.傳感器組成詳細(xì)結(jié)構(gòu)二．渦輪流量計渦輪磁電轉(zhuǎn)換前置放大顯示儀表轉(zhuǎn)數(shù)脈沖當(dāng)儀表系數(shù)k一定時，輸出的脈沖頻率與流量成線性關(guān)系2.工作原理因此在應(yīng)用渦輪流量計時，盡量使儀表工作在平直部分。3.儀表系數(shù)特點：精度高，量程比大，慣性小，耐高壓，適應(yīng)溫度范圍廣，要求介質(zhì)潔凈安裝：保持水平，減少摩擦，防止渦輪卡死，儀表前要有15D的直管段，后有5D的直管段。且一般前要加過濾器。4.特點與安裝8030渦輪式流量傳感器

專為輕腐蝕性無固態(tài)的液體設(shè)計，整體渦輪和電子模板可通過卡式插頭快速方便地連接，傳感器產(chǎn)生一個與流量成比例，便于發(fā)送和處理的頻率信號。

技術(shù)參數(shù)

管徑內(nèi)孔15…50(1/2＂…2＂)介質(zhì)溫度0℃…+100℃測量范圍0.3…10m/s(通徑15管子0.3m/s流速相當(dāng)于3L/min流量)測量誤差≤±(0.5%O.F.S+2.5%O.R)環(huán)境溫度0℃…+60℃最高線性誤差≤±0.5%O.F.S(10m/s)額定壓力PN16bar重復(fù)精度測量值的0.4%管接頭不銹鋼輸出信號晶體管PNP和NPN集殼體PC

電極開路最大100mA外殼IP65(帶電纜插頭)

頻率0…200Hz渦輪聚偏二氟乙烯電源電壓12…30VDC軸及軸承陶瓷第六節(jié)電磁流量計當(dāng)導(dǎo)體在磁場中切割磁力線時，將產(chǎn)生電動勢，該電動勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)體長度L、垂直于磁力線方向的運動速度成正比。若三者垂直，法拉第定律

B—磁感應(yīng)強(qiáng)度GsD—管道直徑m—平均流速m/s工作原理外殼、磁軛、勵磁線圈、電極、測量導(dǎo)管注意：1．為了防止磁力線被測量導(dǎo)管的管壁短路，導(dǎo)管由非導(dǎo)磁的材料組成。2．當(dāng)采用導(dǎo)電材料作導(dǎo)管，測量導(dǎo)管與電極之間需要加內(nèi)襯。變送器結(jié)構(gòu)測量精度高，一般為1.0級；可以測量含有固體顆?；蚶w維或帶有腐蝕性的液體；直管段要求低；被測液體需要導(dǎo)電。特點HDLDE電磁流量計

廣泛適用于石油、化工、冶金等領(lǐng)域，用于

電導(dǎo)率大于

5us/cm的導(dǎo)電液體的流量測量。

測量管內(nèi)無活動及阻流部件，無壓力損失，測量不受介質(zhì)的密度、粘度、溫度、壓力和導(dǎo)電率變化的影響。選用襯里材料及電極材料具有良好的耐腐蝕性和耐磨性。低頻矩形波勵磁，不受工頻及現(xiàn)場各種雜散干擾影響。主要技術(shù)指標(biāo)

1、準(zhǔn)確度等級：0.5級、1級

2、量程比：1：20

3、最大流速范圍：0.3～10m/s

4、規(guī)格(口徑):

10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、500、600、700、800、900、1000(mm)

5、輸出信號：

脈沖信號：0～2KHz,幅度：0～5V；模擬信號：0～10mADC，負(fù)載能力為0～1.5千歐；4～20mADC,負(fù)載能力為0～75千歐第七節(jié)超聲波流量計順向：逆向：測量原理一般情況下，即:上式可寫成：缺陷：必須已知聲速c，并且聲速常隨著溫度的變化而變化，給測量帶來測量誤差。因此需要進(jìn)行聲速修正。1.時差法順向：逆向：聲循環(huán)頻率差：結(jié)論：流速只與頻率差有關(guān)，與聲速無關(guān)，消除了聲速的影響2.聲循環(huán)法二．分類固定式便攜式主要特點；使用方便，和被測介質(zhì)不接觸，所以不干擾流場。

發(fā)射器接收器L想知道分類嗎PT300+便攜式超聲波流量計

英國梅克羅尼公司

便攜:

主機(jī)體積小，僅相當(dāng)于一本英文字典大小，設(shè)計符合人體力學(xué)，便于在操作現(xiàn)場單手控制，重量輕，不到1.5KG儀器主機(jī)和所有附件都可放置在隨機(jī)配置的防水箱中，只需將便攜箱帶至現(xiàn)場就可以完成所有工作

PT300+便攜式超聲波流量計

使用方便，操作簡單：使用者只需知道管道的尺寸和材質(zhì)，就可以出色地檢測出各項參數(shù)

通過主機(jī)面板上的按鍵可以設(shè)置高級功能

標(biāo)準(zhǔn)配置內(nèi)存儲器，可儲存53000個數(shù)據(jù)，儲存時間間隔從5秒鐘到1小時可調(diào)，可隨

時將數(shù)據(jù)下載到計算機(jī)或打印機(jī)中

PT300+便攜式超聲波流量計

DCT7088便攜式時差流量計

寶麗聲DCT7088是目前先進(jìn)的便攜式時差流量計，主要針對干凈液體設(shè)計，主要參數(shù):

流速范圍：±0～15m/s精度：流速大于0.3m/s時±0.5%流速流速小于0.3m/s時±0.01m/s線性：0.9mm/s靈敏度：0.3mm/s管徑范圍：25～5000mm顯示：兩行40字符LCD背光顯示探頭溫度：-40～150℃存儲：65000個重量：4.9kg第八節(jié)渦街流量計當(dāng)兩列旋渦間距為h，同列中相鄰旋渦間距為l，對于圓柱體當(dāng)滿足時，旋渦體穩(wěn)定。Sr為斯特勞哈爾系數(shù)1.測量原理卡門旋渦列Lh公式中的流速為圓柱體與管道的流通截面積的流速，即對應(yīng)的流通面積不是管道的橫截面積。在d/D小于0.3時，流通面積可用近似公式：則體積流量為：注意在測量腔內(nèi)裝一恒流鉑電阻或熱敏電阻，溫度高于流體溫度，流體通過電阻帶走熱量，改變鉑電阻的阻值，鉑電阻阻值的改變頻率與旋渦頻率相對應(yīng)。2.流量信號的檢測三角柱渦街流量計LUGB型渦街流量傳感器

采用國際先進(jìn)技術(shù)而特別設(shè)計LUGB型渦街流量傳感器，性能更穩(wěn)定，抗振性能更好，是替代差壓式(如孔板等)和其他流量傳感器量理想的流量傳感器。

主要特點：無可動部件，長期