流體輸送管路-流體流動(dòng)的檢測(cè)方法

化工流體輸送單元操作項(xiàng)目二流體輸送管路

知識(shí)點(diǎn)5：流量計(jì)實(shí)踐探索主要內(nèi)容一、基礎(chǔ)知識(shí)二、測(cè)速管三、孔板流量計(jì)四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.流量計(jì)：用以測(cè)量管路中流體流量(單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的流體體積)的儀表。一、基礎(chǔ)知識(shí)

2.流量計(jì)的兩種類(lèi)型（1）變壓頭流量計(jì)【特點(diǎn)】將流體的動(dòng)壓頭的變化以靜壓頭的變化的形式表示出來(lái)。讀數(shù)指示由壓強(qiáng)差換算而來(lái)?！纠纭繙y(cè)速管、孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)。【說(shuō)明】除測(cè)速管測(cè)定管截面上的點(diǎn)速度外，其余均測(cè)得平均速度。一、基礎(chǔ)知識(shí)（2）變截面流量計(jì)

【特點(diǎn)】流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)的壓力降是固定的，流體流量變化時(shí)流道的截面積發(fā)生變化，以保持不同流速下通過(guò)流量計(jì)的壓強(qiáng)降相同?！纠纭哭D(zhuǎn)子流量計(jì)?！菊f(shuō)明】變截面流量計(jì)可直接測(cè)得流體的體積流量。一、基礎(chǔ)知識(shí)1.測(cè)速管的結(jié)構(gòu)

ABu外管：開(kāi)口平行于流向pB內(nèi)管：開(kāi)口垂直于流向pA二、測(cè)速管

①測(cè)速管又稱(chēng)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(kāi)；③外管的管口封閉；④外管前端壁面四周開(kāi)有若干測(cè)壓小孔。RAB實(shí)際應(yīng)用的畢托管示意圖2.測(cè)速管工作原理對(duì)于某水平管路，測(cè)速管的內(nèi)管處測(cè)得的是管口所在位置的局部流體動(dòng)壓頭與靜壓頭之和，外管測(cè)壓孔測(cè)得為靜壓頭。二、測(cè)速管3.平均流速的確定問(wèn)題：如何測(cè)平均流速、流量、速度分布平均流速：放于管中心處，測(cè)出umax，層流：湍流：二、測(cè)速管

a）管口截面：嚴(yán)格垂直于流體的流動(dòng)方向；b）測(cè)量點(diǎn)選擇：在穩(wěn)定流動(dòng)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(guò)管徑的1/50；

d）測(cè)量氣體時(shí)：壓力變化不超過(guò)15%；要求氣體流速>5m/s；

e）壓差較小時(shí)：可配合微差壓差計(jì)使用。4.安裝二、測(cè)速管5.測(cè)速管的優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

使用方便；

流體的機(jī)械能損失很少。6.測(cè)速管的局限性：

測(cè)速管較多地用于測(cè)量氣體流場(chǎng)中某點(diǎn)的速度；

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

當(dāng)充滿(mǎn)管道的流體流經(jīng)孔板時(shí)，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(gè)靜壓力差，該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關(guān)系，流量越大，壓力差就越大。通過(guò)導(dǎo)壓管將差壓信號(hào)傳遞給差壓變送器，轉(zhuǎn)換成4～20mA.DC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)流量顯示儀，便顯示出管道內(nèi)的瞬時(shí)和累積流量。三、孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)三、孔板流量計(jì)2.孔板流量計(jì)的安裝:（1）水平安裝在管路上；（2）孔板流量計(jì)安裝時(shí)，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(zhǎng)度至少為管徑的10倍，下游長(zhǎng)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(jì)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，制造、使用方便，性能穩(wěn)定可靠,造價(jià)低,使用壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn):

(1)測(cè)量精度普遍偏低;

(2)范圍度窄;

(3)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件要求高;

(4)壓損大：主要是由于流體流經(jīng)孔板時(shí)，截面的突然縮小與擴(kuò)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(fù)與孔板前相同，但靜壓力卻不能恢復(fù)，產(chǎn)生了永久壓力降。約占流量計(jì)全部用量的1/4~1/33.主要優(yōu)缺點(diǎn)三、孔板流量計(jì)1.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：變截面，恒壓差。四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)（1）上粗下細(xì)的錐形玻璃管（錐角約在4°左右）；（2）管內(nèi)一個(gè)密度大于被測(cè)流體的固體轉(zhuǎn)子（或稱(chēng)浮子）；（3）流體自玻璃管底部流入，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子和管壁之間的環(huán)隙，再?gòu)捻敳苛鞒觥?.測(cè)量原理：（1）當(dāng)被測(cè)流體以一定的流量流經(jīng)轉(zhuǎn)子與管壁之間的環(huán)隙時(shí)，在轉(zhuǎn)子上、下端面形成一個(gè)壓差，將轉(zhuǎn)子托起，使轉(zhuǎn)子上浮。當(dāng)三個(gè)力平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子的位置不動(dòng)。（2）當(dāng)流速增大時(shí)，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(jì)3.流量的測(cè)定

由于流量與環(huán)隙面積有關(guān)，在圓錐形筒與浮子的尺寸固定時(shí)，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(lái)指示流量。轉(zhuǎn)子流量計(jì)玻璃管外表面上刻有流量值，根據(jù)轉(zhuǎn)子平衡時(shí)其上端平面所處的位置，即可讀取相應(yīng)的流量。四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)5.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的使用（1）用于清潔或腐蝕性流體測(cè)量；（2）玻璃管不耐高溫、高壓，易碎；（3）開(kāi)啟時(shí)，應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)流量閥。4.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的安裝（1）轉(zhuǎn)子流量計(jì)必須垂直安裝在管路上；（2）為便于檢修，應(yīng)設(shè)置如圖所示的支路。四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)6.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)【優(yōu)點(diǎn)】轉(zhuǎn)子流量計(jì)讀數(shù)方便，流動(dòng)阻力很小，測(cè)量范圍寬，測(cè)量精度較高，對(duì)不同的流體適用性廣?！救秉c(diǎn)】玻璃管不能經(jīng)受高溫和高壓，在安裝使用過(guò)程中玻璃容易破碎。四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)大流量轉(zhuǎn)子流量計(jì)小流量轉(zhuǎn)子流量計(jì)四、轉(zhuǎn)子流量計(jì)

流量計(jì)發(fā)展到今天雖然已日趨成熟,但其種類(lèi)仍然極其繁多,至今尚無(wú)一種對(duì)于任何場(chǎng)合都適用的流量計(jì)。

每種流量計(jì)都有其適用范圍,也都有局限性?；ち黧w輸送單元操作項(xiàng)目二流體輸送管路

知識(shí)點(diǎn)6：液位計(jì)實(shí)踐探索主要內(nèi)容一、液位檢測(cè)方法二、直接測(cè)量法三、間接測(cè)量法一、液位檢測(cè)方法

液位檢測(cè)總體上可分為直接檢測(cè)和間接檢測(cè)兩種方法。直接測(cè)量：是一種最為簡(jiǎn)單、直觀(guān)的測(cè)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(biāo)尺的觀(guān)察管中，通過(guò)標(biāo)尺讀出液位高度。

間接測(cè)量：是將液位信號(hào)轉(zhuǎn)化為其它相關(guān)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如壓力法、浮力法、電學(xué)法、熱學(xué)法等。

直接測(cè)量是一種最為簡(jiǎn)單、直觀(guān)的測(cè)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(biāo)尺的觀(guān)察管中，通過(guò)標(biāo)尺讀出液位高度。下圖所示的是玻璃管液位計(jì)。二、直接測(cè)量法

H1H2氣相切斷閥液相切斷閥玻璃管液位計(jì)利用液相壓力平衡原理：當(dāng)時(shí)H1=H2∴原理：玻璃管液位計(jì)1.壓力法液位

壓力法依據(jù)液體重量所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行測(cè)量。由于液體對(duì)容器底面產(chǎn)生的靜壓力與液位高度成正比，因此通過(guò)測(cè)容器中液體的壓力即可測(cè)算出液位高度。

對(duì)常壓開(kāi)口容器，液位高度H與液體靜壓力P之間有如下關(guān)系：

三、間接測(cè)量法

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

對(duì)于密閉容器中的液位測(cè)量，可用差壓法進(jìn)行測(cè)量，它可在測(cè)量過(guò)程中消除液面上部氣壓及氣壓波動(dòng)對(duì)示值的影響，下圖示出差壓式液位計(jì)測(cè)量原理。

法蘭式壓力（差壓）變送器量程遷移無(wú)論是壓力檢測(cè)法還是差壓法，均要求零液位與檢測(cè)儀表在同一水平高度，否則會(huì)產(chǎn)生附加靜壓誤差。處理方法對(duì)壓力變送器進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整，使在只受附加靜壓力時(shí)輸出為“零”。量程遷移量程遷移無(wú)遷移負(fù)遷移正遷移Hh2.浮力法

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

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

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

磁性浮子、浮球式液位計(jì)主要由本體部分、就地指示器、遠(yuǎn)傳變送器以及上、下限液位報(bào)警器等幾部分組成。磁性浮子式液位計(jì)通過(guò)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(dòng)，由浮子內(nèi)的磁鋼利用磁耦合原理驅(qū)動(dòng)磁性翻板指示器，用紅藍(lán)兩色（液紅氣藍(lán)）明顯直觀(guān)地指示出工藝容器內(nèi)的液位或界位。（4）浮筒式液位計(jì)

浮筒式液位計(jì)屬于變浮力液位計(jì)，當(dāng)被測(cè)液面位置變化時(shí)，浮筒浸沒(méi)體積變化，所受浮力也變化，通過(guò)測(cè)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(dòng)變