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  1、第8章 流量测量技术,8.1 流量测量的基础知识,8.2 流量测量仪表,8.3 流量标准装置,流量测量技术和仪表的应用领域,工业生产过程,能源计量,一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）,二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、蒸汽）及含能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等,生物技术,交通运输,环保工程,空气污染(烟废气排放 )、水污染,管道输送,8.1 流量测量的基础知识,8.1.1流量和流量计,8.1.2 流体的物理性质与管流基础知识,8.1.3 流量测量方法与流量仪表的分类,V -体积；M-质量；t-时间； A-截面面积；-流体密度,流量的概念和单位流体的流量是指在短暂时

  2、间内流过某一流通截面的流体数量与通过时间之比，该时间足够短以致可认为在此期间的流动是稳定的。此流量又称瞬时流量。流体数量以体积表示称为体积流量，流体数量以质量表示称为质量流量。,单位：m3/s,单位：Kg/s,平均流速 ：,流体在流过截面上各点的流速。,体积流量和质量流量关系：,累计流量在某段时间内流体通过的体积或质量总量称为累积流量或流过总量，它是体积流量或质量流量在该段时间中的积分，表示为：,单位：m3,单位：Kg,8.1.2 流体的物理性质与管流基础知识1. 流体的密度2. 流体粘度3. 流体的压缩系数和线胀系数,4. 雷诺数雷诺数是流体流动的惯性力与粘滞力之比,雷诺数小，意味着流体流动

  3、时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流流动状态。雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Re2000为层流状态，Re4000为紊流状态，Re20004000为过渡状态。 在不同的流动状态下，流体的运动规律流速的分布等都是不同的，因而管道内流体的平均流速与最大流速max的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。,研究具有圆形截面的管内流动情况，当管内流体为层流状态时，沿半径方向上的流速分布可用下式表示：,距管中心距离,处的流速；,管中心处最大流速；,距管中心径向距离；,管内半径。,当管内流体为紊流状态时，沿半径方向

  4、上的流速分布为：,n随流体雷诺数不同而变化的系数,圆管内的流速分布,通过测流速求流量的流量计一般是检测出平均流速然后求得流量。对于层流，平均流速是管中心最大流速的0.5倍( )； 紊流时的平均流速与值有关：,表8-1 雷诺数与 n的关系,7. 流体流动的连续性方程和伯努利方程(1)连续性方程,任取一管段，设截面、截面处的面积、流体密度和截面上流体的平均流速分别为A1、 、 和A2、 、 。,=,(2) 伯努利方程,当理想流体在重力作用下在管内定常流动时，对于管道中任意两个截面和有如下关系式（伯努利方程）：,:重力加速度； :截面和相对基准线的高度； :截面和上流体的静压力； :截面和上流体的平

  5、均流速。,实际流体具有粘性，在流动过程中要克服流体与管壁以及流体内部的相互摩擦阻力而作功，这将使流体的一部分机械能转化为热能而耗散。因此，实际流体的伯努利方程可写为：,截面和之间单位质量实际流体流动 产生的能量损失。,8.1.3 流量测量方法与流量仪表的分类1. 流量测量方法,流量测量方法大概能归纳为以下几类：(1)利用伯努利方程原理，经过测量流体差压信号来反映流量的差压式流量测量法； (2)通过直接测量流体流速来得出流量的速度式流量测量法；(3)利用标准小容积来连续测量流量的容积式测量；(4)以测量流体质量流量为目的的质量流量测量法。,2。流量计的分类体积流量计差压式流量计利用伯努利方程原

  6、理，经过测量流体差压信号容积式流量计利用标准小容积来连续测量流量速度式流量计直接测量流体流速来得出流量质量流量计推导式质量流量计直接式质量流量计,3. 流量仪表的主要技术参数,特性1：流量范围及量程比流量计的流量范围指可测最大流量和最小流量所限定的范围。在这个范围内，仪表在正常使用条件下示值误差不超过最大允许误差。最大流量与最小流量的比值称为量程比，一般表达为某数与 1 之比，流量计量程比的大小受仪表的原理与结构所限制。,特性2：测量精确度和误差 流量计的精确度用误差表示。流量计在出厂时均要进行标定，仪表所标出的精确度为基本误差。在现场使用中由于偏离标定条件会带来附加误差.流量计的实际测量精确度为基本误差与附加误差的合成，这种合成的估算很复杂，可以参照有关法律法规计算。 流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小来划分的，其精度等级有：0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。,特性3：压力损失 安装在流通管道中的流量计其实就是一个阻力件，流体在通过流量计时将产生压力损失，这会带来一定的能源消耗。各种流量计的压力损失大小是仪表选型的一个重要指标。 压力损失小，流体能

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