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1、,*,第四章：常用的安全檢測(cè)方法,4.6,流量的測(cè)量,流量,流量,是指單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體的數(shù)量，通常流體流量有,體積流量,q,v,和,質(zhì)量流量,q,m,之分，它們之間的關(guān)系為,:,式中：,為流體的密度。 在某一段時(shí)間內(nèi)流體流量的總和，稱為,總流量,。,q,m,= ,q,v,4.6.1,容積式流量計(jì),1,）橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理,4.6,流量的測(cè)量,4.6.1,容積式流量計(jì),1,）橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理,橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周所排流體的容積為固定的月牙型 計(jì)量空間容積,V,0,的,4,倍。若橢圓齒輪 的轉(zhuǎn)數(shù)為,n,，則通過橢圓齒 輪流量計(jì)的流量為：,由此可知，已知排量,q
2、,值的橢圓齒輪流量計(jì)，只要測(cè)量出轉(zhuǎn)數(shù),n,，便可確定通過流量計(jì)的流量大小。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.1,容積式流量計(jì),2,）橢圓齒輪流量計(jì)的工作特性,橢圓齒輪流量計(jì)是借助于固定的容積來計(jì)量流量的，與流體的流動(dòng)狀態(tài)及粘度無關(guān)。,粘度變化會(huì)引起泄漏量的變化，泄漏過大將影響 測(cè)量精度。,橢圓齒輪流量計(jì)只要保證加工精度，保證使用中不腐蝕和磨損，便可得到很高的測(cè)量精度，一般情況下為,0.5,1%,，較好時(shí)可達(dá),0.2%,。,當(dāng)通過流量計(jì)的流量為恒定時(shí)，橢圓齒輪在一周的轉(zhuǎn)速是變化的，但每周的平均角速度是不變的。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.2,壓差式流量計(jì),4.6,流量的測(cè)量,4.6.2,壓差式流量計(jì)
3、,實(shí)驗(yàn)證明，流體流經(jīng)各種節(jié)流裝置時(shí)，其流速和壓力沿流動(dòng)方向的分布情況是類似的。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.2,壓差式流量計(jì),式中：,a,流量系數(shù)；,流體壓縮系數(shù)。對(duì)不可壓縮流體，,=1,；對(duì)可壓縮流體，,1,；,A,0,孔板的最小截面積。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.2,壓差式流量計(jì),因此，對(duì)于允許的凈壓力損失,d,p,較小時(shí)，可以采用噴嘴或文杜里管。在加工、安裝方面以孔板最方便也最便宜，而文杜里管最復(fù)雜價(jià)格也貴。所以在一般情況下，都采用孔板。,孔板的,dp,最大；,文杜里管由于內(nèi)表面呈流線型與流束趨向一致，所以凈壓損失,dp,最?。?噴嘴的,dp,值則介于兩者之間。,4.6,流量的測(cè)量,4
4、.6.3,流體阻力式流量計(jì),1,）轉(zhuǎn)子流量計(jì),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀、壓力損失小、維修方便。,適用于測(cè)量通過管道直徑,D150mm,的小流量，也可以測(cè)量腐蝕性介質(zhì)的流量。使用時(shí)流量計(jì)必須安裝在垂直走向的管段上，流體介質(zhì)自下而上地通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)。,分析表明；轉(zhuǎn)子在錐 形管中的位置高度，與所通過的流量有著相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.3,流體阻力式流量計(jì),1,）轉(zhuǎn)子流量計(jì),為了使轉(zhuǎn)子在在錐形管的中心線上下移動(dòng)時(shí)不碰到管壁，通常采用兩種方法：,一是在轉(zhuǎn)子中心裝有一根導(dǎo)向芯 棒；,另一種是在轉(zhuǎn)子圓盤邊緣開有一道道斜槽。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.3,流體阻力式流量計(jì),2,）靶式流量計(jì),4.6
5、,流量的測(cè)量,4.6.3,流體阻力式流量計(jì),流體流動(dòng)給予靶的作用力大體可分成三個(gè)方面：,靶對(duì)流體流動(dòng)的節(jié)流作用所產(chǎn)生的凈壓差,D,p,=,p,1,-,p,2,；,流體流動(dòng)的動(dòng)壓力,r,2,/2,；,流體的粘性摩擦力，這一項(xiàng)對(duì)于目前大多采用圓靶而言，可略去不計(jì)。,式中：,A,靶的受力面積，,m,2,；,流體的密度，,kg/m,3,；,流體的流速,k,1,，,k,2,比例系數(shù)；,K=k,1,+k,2,，靶上推力的比例系數(shù)。,2,）靶式流量計(jì),4.6,流量的測(cè)量,4.6.3,流體阻力式流量計(jì),2,）靶式流量計(jì),由此得流速,：,則通過管道流體的流量為：,式中：,A,0,靶和管壁間的環(huán)形間隙面積，,m,
6、2,，,A,0,=p(D,2,-d,2,)/4,；,D,管道內(nèi)徑為，,m,；,d,圓板靶外徑，,m,。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.3,流體阻力式流量計(jì),2,）靶式流量計(jì),式中：,K,a,靶式流量計(jì)的流量系數(shù)；,靶的結(jié)構(gòu)參數(shù)。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),1,）渦輪流量計(jì),4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),1,）渦輪流量計(jì),當(dāng)流體通過流量計(jì)時(shí)，推動(dòng)渦輪使其以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，此,轉(zhuǎn)速,是,流體流量,的函數(shù)。而裝在殼體外的非接觸式磁電轉(zhuǎn)速傳感器輸出脈沖信號(hào)的頻率與渦輪的轉(zhuǎn)速成正比。因此，測(cè)定傳感器的輸出頻率即可確定流體的流量。,如果忽略軸承的摩擦及渦輪的功率損耗，經(jīng)分
7、析可知，通過流量計(jì)的流體流量,q,v,與傳感器輸出的脈沖信號(hào)頻率的關(guān) 系為：,式中：,f,輸出電脈沖信號(hào)的頻率，,Hz,；,x,儀表常數(shù)（頻率,流量轉(zhuǎn)換系數(shù)）。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),1,）渦輪流量計(jì),儀表常數(shù),反映渦輪流量計(jì)的工作特性，它與流量計(jì)本身的結(jié)構(gòu)、流體的性質(zhì)和流體在渦輪周圍的流動(dòng)狀態(tài)等因素有密切的關(guān)系。,流體溫度變化也影響,值，流體溫度升高時(shí)，,值也就減??；反之，溫度下降,值增大，一般每,10,，,值變化約為,0.05%,。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),2,）超聲波流量計(jì),超聲波流量計(jì)是利用多普勒原理測(cè)量流量：,聲波在流體中傳播時(shí)，處在順流
8、和逆流的不同條件下，其波速并不相同。,順流時(shí)，超聲波的傳播速度為在靜止介質(zhì)中的傳播速度,c,加上流體的速度,，即傳播速度為,(,c+,),；,逆流時(shí)，它的傳播速度為,(,c-,),。測(cè)出超聲波在順流和逆流時(shí)的傳播速度，求出兩者之差,(2),，就可求得流體的速度,。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),3,）電磁流量計(jì),根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，在液體圓盤內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小為：,E =,BD,式中：,E,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；,B,磁感應(yīng)密度；,平均流速；,D,管道內(nèi)徑。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),3,）電磁流量計(jì),流經(jīng)圓形導(dǎo)管的體積流量為被測(cè)介質(zhì)的平均流速與導(dǎo)管流通截面
9、積的乘積。即,:,式中：,D,兩電極間距離（即導(dǎo)管直徑），,m,；,E,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，,V,；,B,磁感應(yīng)強(qiáng)度，,T,；,v,流體的流速，,m/s,。,上式可以改寫為,:,式中：,k,儀表的比例常數(shù)。,4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),3,）電磁流量計(jì),特點(diǎn)：,輸出電信號(hào)與流量之間呈線性關(guān)系，便于儀表作等分刻度；,儀表的測(cè)量不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、密度和粘度 以及流態(tài)的影響；,幾乎可適用于所有電導(dǎo)率大于,10,-5,W/cm,的導(dǎo)電性液體；,流速測(cè)量范圍可從每秒幾厘米至每秒十余米；,滿量程時(shí)流速可從,0.510m/s,內(nèi)變化；,口徑范圍可從幾毫米至幾米；,4.6,流量的測(cè)量,4.6.4,測(cè)速式流量計(jì),3,）電磁流量計(jì),變送器內(nèi)無活動(dòng)部件，幾乎無壓力損失，并對(duì)安裝直管段要求不高；,儀表時(shí)滯小，能瞬時(shí)反應(yīng) 流量變化，可以測(cè)脈動(dòng)流；,輸出信號(hào)的極性與磁場(chǎng)方向及流速方向有關(guān)，所以能用于鑒別流向，可測(cè)兩向流；,儀表便于清洗和消毒，便于維護(hù)， 且能輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)以便于配套，可靠性高，使用壽命長。,4.6,流量的測(cè)量,
安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用(4-6)
