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第六章 流体流量的测量方法 流量是工质热力状态的主要参数之一。 一、流量的几个名词概念： 1 瞬时流量：单位时间内通过某一截面的流体数量 2 积分流量或累积流量：一段时间内流过某一截面流体的总量，是瞬时流量对该段时间的积分 3平均流量：流过的总量除以时间 质量流量：单位时间内流过的质量，qm 体积流量(qv）：单位时间内流过的体积， qm＝ρ qv ρ为流体密度。 三、流量测量系统 四部分 第一节 容积式流量测量方法 一 工作原理：如果使流体以固定的、已知大小的体积V逐次从流量计中排放流出，则计数单位时间内排放次数就可以求得通过仪器的体积流量。这就是容积法的工作原理： qv＝nV 二 常用的容积流量计及具体工作原理： 标准体积管、椭圆齿轮流量计，腰轮流量计，刮板式流量计，湿式气体流量计等 第一节 容积式流量测量方法 1 椭圆齿轮流量计：齿轮旋转，每转一周，排出四份齿轮和仪表壳体之间形成的月牙空腔容积的液体。因此只有测出齿轮的转速就能知道流体的容积流量。 2 腰轮流量计：通过壳体外轴上的一对啮合齿轮带动两腰轮，排出流量。可用来测液体，气体。 3 刮板式流量计：转子带动刮板在凸轮外缘滚动，转子每转一周就有计量容积液体排出。 4 湿式流量计用于实验式气体容积流量测量。气体从水面下中心位置气体入口进入，推动转翼转动，从气体出口排出。 第一节 容积式流量测量方法 1椭圆齿轮流量计 第一节 容积式流量测量方法 1 适用于小口径流量和高粘度流体流量的测量。 2 惯性较大，动态特性不好（仪表有可动部分） 3 存在漏油量，有测量误差，小流量不精确。1）使用时要求流量要达到15％－20％满量程，见P184页误差曲线 2）流量不许超量程，转动会部分磨损。 3）滑漏量与流体的粘度有关，粘度大，滑漏量小。计量不同粘度的液体，可用粘度修正公式修正。 第一节 容积式流量测量方法 五、容积式流量计转速信号的测量 1两大类方法：1）机械计数器进行累积计数，2）转换成频率信号（通过电量远传发信器进行远传显示）。 2 电量远传发信器－转换成频率 1）种类：干簧继电器，高频振荡发信，电感发信，光电发信。 2）干簧继电器发信：减速的齿轮带动一永久磁铁，通过磁铁的吸合来发出一个个电脉冲供远传。此法简单，但干簧继电器寿命短。 第一节 容积式流量测量方法 2）高频振荡发信器 利用电磁感应原理将转速信号变成电脉冲信号。 具体作法：在仪表出轴上安装一等距离开槽的测速齿轮，齿轮两侧的机壳上有电感线圈，齿轮旋转，改变互感，由于电感线圈与电容和晶体管组成了振荡器，通过其振荡频率可的转速： f=zn/60 第一节 容积式流量测量方法 1）容积式流量计使用时要加滤网，仪表处加旁路，便于清扫。 2）被测液体混有气体时，要加装气体分离装置。 3）注意被测流体的温度。 第二节 速度式流量测量方法 一 工作原理：直接测量管道内流体的速度测流量。如测得是平均流速 ，则容积流量 ，如测得是某点流速v，则体积流量 ，K为平均流速与被测点流速的比值。 1）注意事项：因使用平均流速，故其测量结果的准确度不仅与仪表本身有关，而且与截面上的流速分布情况有关。因此在测量仪表前后有足够长的直管段或加装整流器。 2）要充分了解被测流体的速度分布。 流体在细管中的流动形式可分为层流和紊流两种。 所谓层流(laminar flow)就是流体在细管中流动的流线平行于管轴时的流动。 所谓紊流(turbulent flow)就是流体在细管中流动的流线相对混乱的流动。 利用雷诺数可以判断流动的形式。如果雷诺数小于某一值时，可判断为层流，而大于此值时则判断为紊流。 第二节 速度式流量测量方法 二常用种类 涡轮式，电磁式，超声波式，热式和差压式。 一）涡轮流量计 1 组成： 两部分：变送器和指示积算器。 1）变送器将流量转换成一定频率的脉冲信号输出。 2）指示积算器接受变送器输出的脉冲信号。将其转换、放大、运算、逻辑计数，显示瞬时流量和累积总量。 第二节 速度式流量测量方法 1）变送器的结构：涡轮、导流器、磁电转换器，如图所示。壳体和导流器由不导磁材料制成。导流器的作用是支承叶轮并导直流体的流动，以减少流体自旋及涡漩的干扰。