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流量的概念与检测方法

发表时间:2016-2-15 13:36:47 作者:格莱特控制阀 点击数:
1.流量的基本概念
    和温度、压力一样,流量也是过程控制中的重要参数。一方面,它是判断生产状况、衡量设备运行效率的重要指标。例如,在许多工业生产中,一方面用测量和控制流量来确定物料的配比与消耗,以实现生产过程自动化和最优控制;另一方面,还需将介质流量作为生产操作和控制其他参数(如温度、压力、液位等)的重要依据。所以,对流量和测量与控制是实现生产过程自动化的一项重要任务。
    在工程上,常把单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量称为瞬时流量,而把某一段时间内流过工艺管道截面的流体总量称为累积流量。
    瞬时流量和累积流量可以用体积表示,也可以用重量或质量表示。
    (1)体积流量  以体积表示的瞬时流量用qv表示,单位为m3/s  ;以体积表示的累积流量用Qv表示,单位为m3。它们的计算式分别为
  
式中,υ为截面A中某一微元面积dA上的流体速度;为截面A上的平均流量。
    (2)重量流量  以重量表示的瞬时流量用qg表示,单位为牛顿/小时(N/h);以重量表示的累积流量Qg表示,单位为牛顿(N)。它们与体积流量的关系分别为
 
式中,У表示流量的重度。
    (3)质量流量  以质量表示的瞬时流量用qm表示,单位为kg/s;以质量表示的累积流量用Qm表示,单位为kg。它们与体积流量的关系分别为
 
式中。ρ表示流体的密度。以上三种流量之间的关系为
 
式中,g为重力加速度。
    (4)标准状态下的体积流量  由于热胀冷缩和气体可压缩的关系,流体的体积会受状态的影响。为便于比较,工程上通常把工作状态下测得的体积流量换算成标准状态(温度为20℃,压力为一个标准大气压)下的体积流量。标准状态下的体积流量用qvn表示,单位为 m3/s,它与qm、qv,的关系为
式中,ρn为气体在标准状态下的密度。
    2.流量的检测方法
    由于流量检测的复杂性和多样性,流量检测的方法很多,其分类方法也多种多样。若按检测的最终结果分类,可分为体积流量检测和质量流量检测法。
    (1)体积流量检测法  体积流量检测法又可分为容积法(又称直接法)和速度法(又称间接法)两种。
    1)容积法是以单位时间内排出流体的固定体积数来计算流量。基于容积法的流量检测仪表有椭圆齿轮式流量计、腰轮式流量计、螺杆式流量计、刮板式流量计、旋转活塞式流量计等。容积法测量流量受流体状态影响小,适用于测量高粘度流体,测量精度高。
    2)速度法是先测出管道内的平均流速,再乘以管道截面积以求得流量。目前工业上常用的基于速度法的流量检测仪表有节流式(亦称差压式)流量计、转子流量计、漩涡式流量计、涡轮式流量计、电磁式流量计、靶式流量计、超声式流量计等。
    (2)质量流量检测法  质量流量检测法也可分为间接法和直接法两种。
    1)间接法是用测得的体积流量乘以密度求得质量流量。但当流体密度随温度、压力变化时,还需要随时测量流体的温度和压力,并通过计算对其进行补偿。当温度和压力波动频繁时测量参数多、计算工作繁琐、累积误差大,测量精度难以提高。
    2)直接法是由测量仪表直接测量质量流量,具有精度不受流体的温度、压力、密度等变化影响的优点,但目前尚处于研究发展阶段,现场应用不如测体积流量那样普及。目前已有的质量流量测量仪表有科里奥力式流量计、量热式流量计、角动量式流量计等。

 

来源:格莱特控制阀

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