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1、化工仪表及自动化教案课题第三章 流量检测（1）授课教师授课日期授课班级课时2学时课的类型新课教学方法教学设备仪表实训室教学目标知识与技能1掌握差压式流量计原理和校验方法2. 掌握转子流量计工作原理及标定方法过程与方法1实训：测量流量，讲解2理论讲解、多媒体展示情感与态度创设问题情境，激发学生探索，求知欲望，使学生积极观察、分析，主动参与，强化学生主体地位。教学重点1节流装置原理2转子流量计工作原理及标定方法教学难点1节流装置原理2转子流量计工作原理及标定方法重、难点解决措施多做多记 ，在实训中熟悉操作步骤教学过程教学内容差压流量计、转子流量计教学步骤教学内容学生活动时间一、实践教学教学活动一、
2、观摩设备一、差压流量计测量流量 1观察差压流量计组成及安装方式 2利用差压流量计测量流量二、转子流量计测量压力1观察转子流量计组成及安装方式 2利用转子流量计测量流量学生操作。二。、理论教学（讲解）教具：差压流量计教具：节流装置教具：转子流量计教学活动二、理论教学1流量基本概念 流量：是指单位时间内流过管道某一截面的液体数量的大小。 总量：某段时间内流过管道的流体流量总和。 注：测量流量称流量表，测总量称计量表。 流量Q和总量M可以用质量或体积表示 M=Q 流量单位： t/h,kg/h,kg/s,m3/h ,L/h,L/min2检测流量仪表分类（1）速度式（2）容积式 （3）质量式第一节 差压
3、式流量计差压式（也称节流式）流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。 通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。 一、节流现象与流量基本方程式1节流现象 流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。 节流装置就是在管道中放置的一个局部收缩元件,应用最广泛的是孔板,其次是喷嘴、文丘里管。注意要准确测量出截面、处的压力有困难，因为产生最低静压力p2的截面的位置随着流速的不同会改变。因此是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点，来测量流体
4、在节流装置前后的压力变化。因而所测得的压差与流量之间的关系，与测压点及测压方式的选择是紧密相关的。2节流基本方程式 流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式推导而得的。 :流量系数 ：膨胀校正系数F0：节流装置前后开孔面积 1：流体密度 p：差压可以看出，要知道流量与压差的确切关系，关键在于的取值。 流量与压力差P的平方根成正比。二、标准节流装置 国内外把最常用的节流装置、孔板、喷嘴、文丘里管等标准化，并称为“标准节流装置”。 采用标准节流装置进行设计计算时都有统一标准的规定、要求和计算所需要的通用化实验数据资料。 节流装置前后
5、差压取压方式：角取压法和法兰取压法 法兰取压法如图：角取压法如图，就是在孔板（喷嘴）前后两端面与管壁的夹角处取压。通过环室或单独钻孔结构来实现。1.节流装置的选用在加工制造和安装方面,以孔板为最简单,喷嘴次之,文丘里管最复杂。造价高低也与此相对应。实际上,在一般场合下,以采用孔板为最多。当要求压力损失较小时,可采用喷嘴、文丘里管等。在测量某些易使节流装置腐蚀、沾污、磨损、变形的介质流量时,采用喷嘴较采用孔板为好。在流量值与压差值都相同的条件下,使用喷嘴有较高的测量精度,而且所需的直管长度也较短。如被测介质是高温、高压的,则可选用孔板和喷嘴。文丘里管只适用于低压的流体介质。 2.节流装置的安装使
6、用 必须保证节流装置的开孔和管道的轴线同心,并使节流装置端面与管道的轴线垂直。 在节流装置前后长度为两倍于管径(2D)的一段管道内壁上,不应有凸出物和明显的粗糙或不平现象。 任何局部阻力 (如弯管、三通管、闸阀等)均会引起流速在截面上重新分布,引起流量系数变化。所以在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管。 标准节流装置 (孔板、喷嘴) ,一般都用于直径D50mm的管道中。 被测介质应充满全部管道并且连续流动。 管道内的流束 (流动状态)应该是稳定的。 被测介质在通过节流装置时应不发生相变。 四、差压式流量计的测量误差 在现场实际应用时，往往具有比较大的测量误差，有的甚至高达1020。 注意
7、：不仅需要合理的选型、准确的设计计算和加工制造，更要注意正确的安装、维护和符合使用条件等，才能保证差压式流量计有足够的实际测量精度。 差压式流量计的测量误差产生的原因：1 被测流体工作状态的变动如果实际使用时被测液体工作状态（温度、压力、湿度）以及相应的流体重度、黏度、雷诺数等参数数值与设计计算的所变化，则会造成测量值与实际值之间有较大误差，为了消除这种误差，必须对测量值进行必要修正。2 节流装置安装不正确安装节流装置时注意节流装置的安装方向：应当是流体从标注“+”号流入；孔板流体从900角流入。保持节流装置处清洁，节流处如有结焦、沉淀、堵塞，都会引起较大测量误差。3 孔板入口边缘的磨损节流装
8、置使用日久，造成节流装置几何形状和尺寸变化。对于孔板，它的入口边缘尖锐度会由于冲击、磨损和腐蚀而变钝，在相等数量流体经过时产生差压将变小，引起示值偏低。4导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象 导压管要正确地安装，防止堵塞与渗漏，否则会引起较大的测量误差。对于不同的被测介质，导压管的安装亦有不同的要求，下面分类讨论。（1）测量液体的流量时，应该使两根导压管内都充满同样的液体而无气泡，以使两根导压管内的液体密度相等。 取压点应该位于节流装置的下半部，与水平线夹角为045。 引压导管最好垂直向下，如条件不许可，导压管亦应下倾一定坡度（至少120110），使气泡易于排出。 在引压导管的管路中，应有排气
9、的装置。 （2）测量气体流量时，上述的这些基本原则仍然适用。 取压点应在节流装置的上半部。 引压导管最好垂直向上，至少亦应向上倾斜一定的坡度，以使引压导管中不滞留液体。 如果差压计必须装在节流装置之下，则需加装贮液罐和排放阀，如图所示。 （3）测量蒸汽的流量时，要实现上述的基本原则，必须解决蒸汽冷凝液的等液位问题，以消除冷凝液液位的高低对测量精度的影响。常见的接法见图所示。 5由引压导管接至差压计或变送器前，必须安装切断阀1、2和平衡阀3，如图所示。 6 测量腐蚀性（或因易凝固不适宜直接进入差压计）的介质流量时，必须采取隔离措施。常用的两种隔离罐形式如图所示。 图 隔离罐的两种第二节 转子流量
10、计一、工作原理转子流量计采用的是恒压降、变节流面积的流量测量方法。转子流量计组成：锥形管、转子，当流体从下端进入，转子受到一个向上的力，使浮子浮起，当这个力与重力相等，此时转子就停在一定高度。当流量增大时，向上力增大，转子上升，流通面积增大，向上的力变小，当转子向上力与重力再一次相等，转子就停在新的高度上。图 转子流量计工作原理转子流量计中转子的平衡条件是（3-13）由式（3-25）可得（3-14）根据转子浮起的高度就可以判断被测介质的流量大小或将式（3-26）代入上两式，得或二、电远传式转子流量计 它可以将反映流量大小的转子高度h转换为电信号，适合于远传，进行显示或记录。 LZD系列电远传式
11、转子流量计主要由流量变送及电动显示两部分组成。1 流量变送部分 图 差动变压器结构转换原理：若将转子流量计的转子与差动变压器的铁芯连接起来，使转子随流量变化的运动带动铁芯一起运动，那么，就可以将流量的大小转换成输出感应电势的大小。2电动显示部分图 LTD系列电远传转子流量计三、转子流量计修正转子流量计是一种非标准化仪表，出厂时：测液体流量以20时水的流量值刻度的。测量气体以20，0。10133Pa压力下空气的流量刻度的。实际使用根据被测介质密度与工作状态不同，对示值进行修正。1 液体流量修正例1：现用一只以水标定的转子流量计来测量苯的流量，已知转子材料为不锈钢，t=7.9g/cm3,苯的密度苯
12、=0.83g/cm3。试问流量计读数为3.6L/s时，苯的实际流量是多少？解：Q示值=3.6L/s, 水=1g/cm3, 苯=0.83g/cm3，t=7.9g/cm3。2 气体流量的修正例2：某厂用转子流量计来测量温度为27，表压力为0。16Mpa的空气流量，问转子流量计计数为38Nm3/h，空气实际流量是多少？解：Q示值=38Nm3/h，P0=0.10133Mpa, 0=1=1.29Kg/Nm3,T0=293K, P1=(0.16+0.10133)Mpa=0.26133 MpaT1=273+27K=300K听课55分钟互动教学 总结（提问）1节流原理2转子流量计原理10分钟布置作业其中第9题
13、作些提示作业（P29）2、3、4、5、6、75分种化工仪表及自动化教案课题第三章 流量检测（2）授课教师授课日期授课班级课时2学时课的类型新课教学方法教学设备仪表实训室教学目标知识与技能1掌握涡轮流量计工作原理2. 掌握质量流量计工作原理3了解其它流量计工作原理过程与方法1实训：测量流量，讲解2理论讲解、多媒体展示情感与态度创设问题情境，激发学生探索，求知欲望，使学生积极观察、分析，主动参与，强化学生主体地位。教学重点1节流装置原理2转子流量计工作原理及标定方法教学难点1节流装置原理2转子流量计工作原理及标定方法重、难点解决措施多做多记 ，在实训中熟悉操作步骤教学过程教师活动学生活动教学时间教学步骤教学内容理论教学（讲解）重点：
