首頁 化工原理實驗

第十一章

流量是化工生產與科學實驗中的重要參數,不論是工業生產和科學實驗都要進行流量的測量,以核算過程和設備的生產能力,以便對過程或設備做出評價。流量的測量方法和儀器有很多,最簡單的流量測量方法是量體積法和稱重法,即通過測量流體的總量(體積或質量)和時間間隔,求得流體的平均流量。這種方法不需使用流量測量儀表,但無法測定封閉體係中的流量。目前,常用的測量流量的儀表有節流式流量計、轉子流量計、渦輪流量計和濕式流量計。

一、節流式流量計

1.節流式流量計的構造和工作原理

節流式流量計是基於流體經過節流元件時,由於流通麵積突然縮小,促使流束產生局部收縮,流速加快,靜壓力降低,在節流元件前後產生壓力差,可以通過測量此壓差的大小,再按一定的函數關係來計算出流量值。因此,這種類型的流量計亦被稱為差壓式流量計。

孔板、噴嘴、文丘裏管是常用的節流元件。孔板結構簡單,易加工,造價低,但能耗大。噴嘴的能耗小於孔板,但比文丘裏管大,比較適合測量腐蝕性大和不潔淨流體的流量。文丘裏管的能耗最小,基本不存在永久壓降,但製造工藝複雜,成本高。

由連續性方程和伯努利方程可以導出通過節流式流量計的流量和壓差的關係方程,此方程稱為流量基本方程,具體形式如下。

將p1-p2用U形管壓差計公式代入,則

式中:ρ′,ρ——指示液與管路流體的密度,kg/m3;

R——U形管壓差計的液麵差,m;

A0——節流孔的開孔麵積,m2;

C0——孔流係數又稱流量係數。

上式適用於不可壓縮流體,對可壓縮流體可在該式右邊乘以被測流體的膨脹校正係數ε。流量係數一般要用實驗測定,但對標準節流元件有確定的數據可查,不必進行測定。