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1、流量儀表介紹.在。一、流量測量:流量單位時間內(nèi)流過管道某截面的體積或質(zhì)量二、流量的測量與變送在化工生產(chǎn)過程中,為了有效地進(jìn)行生產(chǎn)操作和控制,經(jīng)常需要測量生產(chǎn)過程中各種介質(zhì)(如液體、氣體和蒸汽等)的流量,以便為生產(chǎn)操作和控制提供依據(jù)。同時,為了進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算,也需要知道在一般時間(如一班、一天等)內(nèi)流過的介質(zhì)總量。所以,對管道內(nèi)介質(zhì)流量的測量和變送是實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的。在工程上,流量是指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體的體積或質(zhì)量,即瞬時流量。流量的計量單位如下:表示體積流量的單位常用立方米每小時
2、(m3/h)、升每分(I/min)、升每秒(l/s)等;表示質(zhì)量流量的單位常用噸每小時(t/h)、千克每小時(kg/h)、千克每秒(kg/s)等。若流體的密度是ρ,則體積流量Q與質(zhì)量流量M的關(guān)系是:M=Qρ或Q=M/ρ二、流量的測量與變送流體的密度是隨工況參數(shù)而變化的。對于液體,由于壓力變化對密度的影響很小,一般可以忽略不計;但因溫度變化所產(chǎn)生的影響,則應(yīng)引起注意。不過一般溫度每變化10℃時,液體的密度變化約在1%以內(nèi)。所以,除溫度變化較大,測量準(zhǔn)確度要求較高的場合外,往往也可以忽略不計。對于氣體,由于密度受溫度、壓
3、力變化影響較大,例如,在常溫附近,溫度每變化10℃,密度變化約為3%。在常壓附近,壓力每變10kPa,密度也約變化3%。因此,在測量氣體體積流量時,必須同時測量氣體的溫度和壓力,并將工作狀態(tài)下的體積流量換算成標(biāo)準(zhǔn)體積流量。所謂標(biāo)準(zhǔn)體積流量,在工業(yè)上是指20℃、0.10133MPa(稱標(biāo)定狀態(tài))或0℃、0.10133MPa(稱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))條件下的體積流量。在儀表計量上多數(shù)以標(biāo)定狀態(tài)條件下的體積流量為標(biāo)準(zhǔn)體積流量。流量測量的方法和儀表種類繁多,其測量原理和儀表的結(jié)構(gòu)形式各不相同。針對石油化工生產(chǎn)過程的不同要求,采用不同的流
4、量儀表。下表中列出了幾種主要類型流量表(或稱流量計)的性能及適用場合。二、流量的測量與變送三、差壓式流量計差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。分類:1、按產(chǎn)生差壓的作用原理分:節(jié)流式、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓增益式、射流式;2、按結(jié)構(gòu)形式分:標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、經(jīng)典文丘里管、文丘里
5、噴嘴、1/4園孔板、錐形孔板等;3、按用途分:標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、小管徑裝置等。三、差壓式流量計節(jié)流現(xiàn)象及其原理:流體在有節(jié)流元件的管道中流動時,在節(jié)流元件前后的管璧處,流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象,如圖所示。所謂節(jié)流裝置就是設(shè)置在管道中能使流體產(chǎn)生局部收縮的節(jié)流元件和取壓裝置的總稱。應(yīng)用最廣泛的節(jié)流元件是孔板,其次是噴嘴、文丘里管。下面以孔板為例說明節(jié)流原理。三、差壓式流量計下圖表示在孔板前后流體的流速與壓力的分布情況:三、差壓式流量計沿管道軸向連續(xù)地向前流動的流體,由于遇到節(jié)流元件的阻擋,使靠近管壁處的流體受
6、到的阻擋作用最強(qiáng),因而使其一部分動壓能轉(zhuǎn)化成靜壓能,于是就出現(xiàn)了節(jié)流元件入口端面靠近管壁處的流體靜壓力P1,的升高(即圖中P1>P2)。此壓力比管道中心處壓力要大,即在節(jié)流元件入口端面處產(chǎn)生一徑向壓差。這一徑向壓差使流體產(chǎn)生徑向附加速度,從而使靠近管壁處的流體質(zhì)點(diǎn)的流向就與管道中心軸線相傾斜,形成了流束的收縮運(yùn)動。同時,由于流體運(yùn)動的慣性,使得流束收束最厲害(即流束最小截面)的位置不在節(jié)流孔處,而是位于節(jié)流孔之后(即圖中截面Ⅱ處),并隨流量大小而變化。以上就是流體流經(jīng)節(jié)流元件時,流束為什么產(chǎn)生收縮的原因。#由于節(jié)流元
7、件的阻擋造成了流束的局部收縮,同時,又因流體始終處于連續(xù)穩(wěn)定的流動狀態(tài),因此在流束截面最小處的流速達(dá)到最大。根據(jù)伯努利方程式和位能、動能的相互轉(zhuǎn)化原理,在流束截面最小處的流體靜壓力最低,同理,在孔板出口端面處,由于流速已比原來增大,因此靜壓力也就較原來為低(即圖中P28、P也愈大。所以只要測出元件前后的壓力差ΔP就可求得流經(jīng)節(jié)流元件的流體流量。這就是節(jié)流裝置測量流量基本原理。三、差壓式流量計在計算時,如果把Ao用π/4d2表示,d為工作溫度下孔板孔口直徑,單位為mm,而ΔP以Mpa為單位,則流量方程式可換算為實用流量計算公式,即:Q=0.003998αεd2式中0.3998=3600×10-6×π/4×√2。以