容积式流量计

2020/6/171流量测量方法与流量仪表2020/6/172流量仪表分类1、差压式流量计2、容积式流量计3、浮子流量计4、涡轮流量计5、电磁流量计6、流体振动式流量计7、超声波流量计8、质量流量计9、插入式流量计10、明渠流量计2020/6/173容积式流量计标准孔板标准喷嘴差压式流量计浮子流量计叶轮式流量计电磁流量计流体振动流量计超声流量计质量流量计插入式流量计明渠流量计流量计其它流量计长径喷嘴文丘里管文丘里喷嘴1/4圆孔板锥形入口孔板偏心孔板圆缺孔板双重孔板双向孔板道尔孔板端头孔板环形孔板内置孔板线性孔板道尔管低压损管层流流量计毕托文丘里管均速管楔形流量计弯管腰轮式椭圆齿轮式刮板式活塞式玻璃管式金属管式分流旋翼式涡轮流量计水表普通型潜水型非满管型一体型涡街流量计旋进旋涡型射流流量计夹装式短管式多路反射式多普勒法直接质量式间接质量式插入涡轮插入涡街插入电磁插入热式毕托管式流量计分类图靶式流量计冲量流量计标记法流量计相关流量计核磁共振法激光流量计电容式超声式光学式热式磁感应式核辐射式化学标记法热标记法光学标记法放射性标记法混合稀释法传播速度差法射束位移法单路反射式科里奥利式热式差压式双涡轮式陀螺式动能+密度体积流量+密度动能+体积流量热分布式热传导式光电式电容式应力式应变式热敏式振动体式超声式旋翼式螺翼式复合式高压水表热水表节流式圆盘式双转子或螺杆式湿式流量计电离式流量堰流量槽膜式流量计2020/6/174原理分类1、容积式流量计2、速度式流量计3、差压式流量计2020/6/175结构分类1、有可动部件容积式流量计和部分速度式流量计2、没有可动部件差压式流量计和部分速度式流量计3、没有阻碍流体流动的部件部分速度式流量计2020/6/176一、容积式流量计的测量原理二、容积式流量计类型三、容积式流量计的特性与影响因素四、容积式流量计误差特性的调整容积式流量计2020/6/177一、容积式流量计测量原理与特点测量原理：利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知体积(计量斗)，并进行重复不断地充满和排放该体积部分的流体而累加计量出流体总量。“勺子舀水”特点：测量精度高，是精度最高的流量仪表之一；对上游流速分布不敏感，不受流动状态和雷诺数的影响和限制；可用于高粘度流体并直接得到流体累积流量；一般适用于中小口径。2020/6/178应用领域：大部分容积式流量计只适用于洁净单相流体的流量测量。广泛应用于石油类流体（如原油、汽油、柴油、液化石油气等）、饮料流体（如酒类、食用油等）、气体（如空气、低压天然气及煤气等）以及水的流量测量。分类：转子型、刮板型、活塞型、皮膜型容积式流量计应用领域和分类2020/6/179容积式流量计标准孔板差压式流量计浮子流量计叶轮式流量计电磁流量计流体振动流量计超声流量计质量流量计插入式流量计明渠流量计流量计其它流量计长径喷嘴文丘里管文丘里喷嘴1/4圆孔板锥形入口孔板偏心孔板圆缺孔板双重孔板双向孔板道尔孔板环形孔板内置孔板线性孔板均速管弯管腰轮式椭圆齿轮式刮板式活塞式玻璃管式金属管式分流旋翼式涡轮流量计水表普通型潜水型非满管型一体型涡街流量计旋进旋涡型射流流量计夹装式短管式多路反射式多普勒法直接质量式间接质量式插入涡轮插入涡街插入电磁插入热式毕托管式流量计分类图靶式流量计冲量流量计标记法流量计相关流量计核磁共振法激光流量计电容式超声式光学式热式磁感应式核辐射式化学标记法热标记法光学标记法放射性标记法混合稀释法传播速度差法射束位移法单路反射式科里奥利式热式差压式双涡轮式陀螺式动能+密度体积流量+密度动能+体积流量热分布式热传导式光电式电容式应力式应变式热敏式振动体式超声式旋翼式螺翼式复合式高压水表热水表节流式圆盘式双转子或螺杆式湿式流量计电离式流量堰流量槽膜式流量计转子式标准喷嘴凸轮刮板凹线刮板弹性刮板往复活塞旋转活塞返回2020/6/1710转子型：椭圆齿轮流量计腰轮流量计刮板型：凸轮刮板凹线刮板弹性刮板活塞型：往复活塞流量计旋转活塞流量计皮膜型：膜式流量计二、容积式流量计类型2020/6/17111、转子型流量计1、腰轮流量计2、椭圆齿轮流量计3、齿轮流量计4、双转子（螺杆）流量计2020/6/1712腰轮流量计又叫罗茨流量计，在流量计的壳体内有一个测量室，测量室内有一对或两对可以相切旋转的腰轮；用于各种清洁液体的流量测量，尤其适用于油品计量，也可用于测量气体；准确度高，可达0.1～0.5级；体积大、笨重；压损较大；运行中振动较大。2020/6/1713腰轮流量计测量原理vV=4NvvBO1腰轮轴驱动齿轮AO2BO1AO2BO1O2A计量室PBO1AO22P12020/6/171445角组合式腰轮流量计45o2020/6/17152020/6/1716腰轮流量计照片2020/6/1717椭圆齿轮流量计的原理同腰轮流量计，与腰轮流量计不同的是在壳体内部的测量室内是一对截面为椭圆的齿轮柱体相互啮合进行联动椭圆齿轮流量计2020/6/1718椭圆齿轮流量计vV=4Nvv2020/6/17192020/6/1720适用于油品的流量计量；特殊材料制成的流量计还可用于食品饮料的流量计量；计量准确度高，一般可达0.2～1级；一般，精度等级越高，流量范围越小；一定范围内，介质粘度越高，流量范围度越大。但高粘度流体的最大流量下降。椭圆齿轮流量计特点2020/6/1721椭圆齿轮流量计流量范围2020/6/1722腰轮流量计流量范围2020/6/1723刮板型流量计类型：1、凸轮式刮板流量计2、凹线式刮板流量计3、弹性刮板流量计2、刮板型流量计2020/6/17242020/6/17252020/6/1726弹性刮板2020/6/1727刮板型流量计特点适用于液体流量测量，运行时振动和噪声较小；计量准确度高，一般可达0.2级或更高；一般，精度等级越高，流量范围越小；也适合于测量含有少量杂质的流体。2020/6/1728基本误差限%0.1公称通径mm25405080100150200250300400最小流量m3/h548203265100150250500最大流量m3/h1016308013525040060010002000?基本误差限%0.2公称通径mm25405080100150200250300400最小流量m3/h33.5616275080120200400最大流量m3/h1016308013525040060010002000基本误差限%0.5公称通径mm25405080100150200250300400最小流量m3/h11.63813.5254060100200最大流量m3/h10163080135250400600100020002020/6/17292020/6/17303、活塞型流量计往复活塞流量计广泛应用于燃油加油机旋转活塞流量计适用于水和各种油的流量测量，也用于牛奶等食品流体2020/6/1731往复活塞流量计气缸活塞换向阀换向信号(a)凸轮滚轮活塞充满气缸吸入流体全部排出排出流体(b)图4-9往复活塞流量计结构原理图2020/6/1732旋转活塞流量计1、流量计进口，2、固定隔板，3、流量计出口，4、旋转中心，5、内圆筒，6、外圆筒，7、旋转活塞图2-10旋转活塞流量计原理图123456789(1)(2)(3)(4)2020/6/1733膜式气体流量计膜式气体流量计因广泛应用于城市家用煤气、天然气、液化石油气等燃气消耗量的计量，故习惯上又称家用煤气表，实际上家用煤气表只是膜式气体流量计中的一部分；膜式气体流量计测量范围度极宽，一般可达100：1，测量精度一般为2%～3%R2020/6/173412341234123412341室排气2室充气3室排气结束4室充气结束1室排气结束2室充气结束3室充气4室排气1室充气2室排气3室充气结束4室排气结束1室充气结束2室排气结束3室排气4室充气图2-13膜式气体流量计返回2020/6/1735三、容积式流量计的特性与影响因素误差特性：用I表示为流量计示值（m3），用V表示通过流量计的实际值（m3），则相对误差示值相对误差%100VVIE%100IVIE2020/6/17361、示值与真值假设流量计测量元件周期动作一次（或旋转一周，或来回往复一次）能送出的流体量为v，在t时间内流量计动作次数为N，则t时间内通过流量计的流体总量V为V=Nv通过齿轮机构将测量元件的动作N次传递到指示机构，使刻度盘上的指针显示I，故流量计的显示值I和N的关系为IN2020/6/17372、理想的误差特性曲线v为计量“斗”的容积α为流量计齿轮比常数在误差特性曲线图上为一条水平线，我们把这样的误差特性称为理想的误差特性曲线vIVE112020/6/17383、实际误差特性曲线的特征分析1、在小流量时，误差急剧地向负方向倾斜，有一个较大的负误差；2、随着流量的增加，误差曲线逐渐向正向移动，并稳定在某一值上；3、当流量很大时，某些流量计的误差曲线又有向负方向倾斜的倾向。2020/6/1739实际误差特性曲线1234Eqv2020/6/1740容积式流量计产生误差的原因根本原因是“漏流”“漏流”是一部分未经“计量斗”计量而通过流量计测量元件与壳体之间的间隙直接从入口流向出口的流体量，在流量计示值上并未反映出来漏流越大，流量计误差就越大2020/6/1741实际误差定性分析假设单位时间通过间隙的漏流量为。当以流量qv通过流量计的流体总量为V时，通过间隙漏过流量计的总漏流量V为实际通过流量计的流体总量为qqqVVvVNvV2020/6/1742将V表达式和I表达式代入并整理得：代入误差公式得：)1(vqqIvV)1(1vqqvE实际误差定性分析2020/6/1743为了分析方便起见，先假设为一常数当流量很小时，小到极限情况就是=，误差E趋向于负无穷大。这种情况的物理意义是明确的，所有通过流量计的流体量都是漏流的结果，流量计的示值是零。用相对误差表示时为100%的误差随着流量的增加，误差曲线也逐渐向正方向移动。qvqqvq实际误差定性分析2020/6/1744当流量继续增加达到很大时，/已变得很小，误差曲线逐渐趋向于理想的误差曲线，基本为一常数vqq理想特性Eqv实际特性实际误差定性分析2020/6/17451234Eqv2020/6/17464、压力损失特性流体流过容积式流量计时，将产生不可恢复的压力降称为压力损失，一般用表示。原因有两个方面：一是由于流量计测量元件动作的机械阻力引起的压力损失；二是由于流体粘性造成的流动阻力引起的压力损失。流量越大，压力损失就越大，流体粘性越大，压力损失也越大。p2020/6/1747与其它流量计相比，容积式流量计的压力损失是比较大的，尤其是在测量高粘度流体时。它跟流量的关系并非线性，低粘度时一般呈二次曲线的规律变化qv气体腰轮流量计压损曲线0.51.01.520%40%60%80%100%15pApApA51（空气）qv25507520%40%60%80%100%1520液体椭圆齿轮流量计压损曲线p(kPa)p(kPa)粘度=7mPa.s绝对压力=pA=大气压2020/6/1748漏流模型1、层流模型—适用于液体介质2、紊流模型—适用于气体介质pCq1pCq22020/6/17495、物性参数对误差特性的影响由于容积式流量计产生误差的根本原因是因为漏流的存在，所以，在研究流体物性参数对流量计特性的影响时，主要研究流体物性对漏流的影响。从上述漏流模型可知，对于液体介质，主要考虑流体粘度的影响，而对于气体介质，可主要考虑流体密度的影响。2020/6/1750流体粘度的影响（1）当流体粘度增加时，流量计内流动阻力增加，这必将导致仪表进出口间压力损失的增加，对于一定的漏流间隙，