01-3.3V-Cone流量计的气体可膨胀性系数的确定

01-3.3V-Cone流量计的气体可膨胀性系数的确定
01-3.3V-Cone流量计的气体可膨胀性系数的确定

FLOW MEASUREMENT 2001 – INTERNATIONAL CONFERENCE

DERIVATION OF AN EXPANSIBILITY FACTOR FOR THE V-CONE METER

Dr D G Stewart, NEL Dr M Reader-Harris, NEL Dr R J W Peters, McCrometer Inc

1INTRODUCTION

The V-Cone meter is a differential pressure device that has been developed and tested since 1985 and is now well understood and accepted as a viable flow measurement device. It is widely used in many industrial applications to measure a variety of fluids over a wide range of temperatures and pressures. The choice of the V-Cone can be based on both the short upstream lengths required and the ease of operation over a wide turndown ratio relative to an orifice plate.

Over the past 10 years it has been increasingly accepted in the Gas Industry as a reliable metering device. Due to the fact that gas is a compressible fluid it is necessary to apply an expansibility correction factor, ε (or the Y factor in the USA), resulting in the well known mass flow equation:

ρπε

β

p d C q d m ??=

24

12

4

(1)

Kinghorn [1] in his 1986 paper on this subject stated, “The expansibility coefficient, ε,compensates for the fact that changes in the pressure of the gas as it flows through the meter result in changes in its density. For nozzles and Venturi meters this can be computed on the assumption that the flow is adiabatic since it is constrained by the walls of the meter. For orifice plates, however, the three-dimensional expansion which takes place requires an empirical determination of values of the expansibility coefficient”.

The expansibility factor equations for Venturi meters/nozzles and orifice plates are given by ISO 5167-1:1991 as:

()

2

1

1244

211111úú?

ù

êê

?é÷÷÷?????è???÷÷????è???÷÷????è

??=?τττββκκτεκ

κκ

κ(Venturi tubes)(2)

()1

435.041.01p p

κβε?+?=(orifice plates)(3)

There is currently a draft revision of ISO 5167 containing a revision of Eq. (3) by Reader-Harris [2].

The flow through the V-Cone was initially assumed to be adiabatic, similar to the Venturi meter.However, in 1994, Dahlstrom [3] presented the following empirical equation for the V-Cone expansibility factor based on only two V-Cone meters:

()

1

475.06.01p p κβε?+?=(4)

Consequently, it was decided that a more detailed examination to determine the expansibility factor for the standard V-Cone should be undertaken. NEL were chosen to carry out this work and to derive the applicable equation. This paper details the experimental process, the results obtained, and the final derived expansibility equation for the standard V-Cone.

2OBJECTIVES

The key objectives of these tests were as follows:

1. To determine the expansibility factor equation for the standard V-Cone meter.

2. To investigate any dependence of the expansibility factor on pipe diameter.

3. To investigate any dependence of the expansibility factor on Reynolds number.

3EXPERIMENTAL METHOD

To determine the expansibility factor it is necessary to carry out tests at constant mass flowrate (i.e. constant Reynolds number) whilst varying the static pressure and differential pressure at the meter. In order to achieve this constant flowrate a sonic nozzle was used as the reference meter. The static pressure and differential pressure at the V-Cone were varied using a valve downstream of the V-Cone.

To achieve the objectives stated above, the following tests were carried out:

?Three 6” V-Cones (β = 0.75, 0.55, and 0.45) were tested at 1 kg/s, giving an approximate pipe Reynolds number, Re D≈ 0.5 * 106. These are test numbers 1, 2, and 3.

?Next, one of these 6” V-Cones (β = 0.45) was tested at a second flowrate of 0.5 kg/s, giving

a pipe Reynolds number, Re D≈ 0.25 * 106. This is test number 4.

?One 4” V-Cone (β = 0.55) was tested at flowrates of 0.33 kg/s and 0.66 kg/s, to give the same approximate pipe Reynolds number as for the 6” tests. These are test numbers 5 and 6.

On completion of these tests it was felt that there was insufficient data from which to derive an equation for expansibility in a V-Cone, particularly at high beta values, with only one data set with β > 0.55. Subsequently, it was decided to carry out the following additional tests:

?Another 4” V-Cone (β = 0.65) was tested at flowrates of 0.33 kg/s and 0.66 kg/s, to give the same approximate pipe Reynolds numbers as for the 6” tests. These are test numbers 7 and 8.

? A 3” V-Cone (β = 0.75) was tested at a flowrate of 0.5 kg/s, again to give the same approximate pipe Reynolds number as for the 6” tests. This is test number 9.

Details of the V-Cones and tests are summarised in Table 1.

Table 1 - Details of V-Cones and Tests

Test No.Meter serial

number Size

(in)

β

(-)

Flowrate

(kg/s)

100-101260.751 200-101360.551 300-101460.451 400-101460.450.5 500-212840.550.66 600-339340.550.33 700-339340.650.66 800-339340.650.33 901-014030.750.5

The V-Cones were installed one at a time in the NEL High Pressure Gravimetric Rig in the Gas Flow Lab with 3”, 4” or 6” pipework upstream and downstream of the V-Cone as appropriate to the meter size. The reference flowrate was measured using a sonic nozzle upstream of the V-Cone. The temperature and pressure were measured upstream of the sonic nozzle. The static pressure upstream of the V-Cone, and the differential pressure across it were measured, as were the temperature downstream of the V-Cone and the barometric pressure. A control valve was located some distance downstream of the V-Cone to enable the static/differential pressure at the V-Cone to be varied.4

DISCUSSION OF RESULTS

In order to discuss the results in a satisfactory manner it is first necessary to describe the method used for determining the expansibility factor from the data collected.4.1

Method of Determining Expansibility Factor

From the flow equation for a differential pressure device, Eq. (1), it can be seen that there are two unknowns from our test results, the discharge coefficient, C d , and the expansibility factor, ε.Eq. (1) can be rearranged to give:

12

4

24

1ρβεp d q C m d ??=

(5)

The functional form of the equation for V-Cone expansibility factor must be decided before

proceeding further with the analysis. If Eq. (2) is expanded for small ?p /p 1 and small β 4

, then it,Eq. (3), and the revised orifice plate expansibility factor equation in ISO/DIS 5167-2 [2] are all of the form:

()

1

41p p b a κβε?+?=(6)

Accordingly, Figures A.1 to A.9 (in Appendix A) show the experimental values of C d ε plotted

against

1

p p

κ?. The resultant plot has a reasonably linear form, as can be seen in all the graphs.It can be seen from Eq. (6) that as 1

p p

κ? tends to zero, the expansibility factor tends to unity.

Therefore, if a best fit linear curve is calculated through the data in the form y = mx + c , then the intercept c can be taken as the discharge coefficient C d as ε will be unity.

From the slope m , the term in brackets in Eq. (6) can be determined. In order to evaluate this term in brackets, i.e. constant and dependence on β, there needs to be data over a wide enough range of β values. After the additional two meters were tested, data was available for βvalues of 0.45, 0.55, 0.65, and 0.75. This is sufficient to be able to develop a reliable equation for the expansibility factor.

4.2Analysis of Results

Using the method described above, the resulting values for m and c are given in Table 2 below.

Table 2. Linear fits through data from tests 1 to 9.

Test No.Size

(inch)βFlow

(kg/s)

m c

160.751-0.68990.8255

260.551-0.62750.8800

360.451-0.62910.8778

460.450.5-0.55990.8695

540.550.66-0.54880.8361

640.550.33-0.58080.8316

740.650.66-0.66150.8306

840.650.33-0.69810.8232

930.750.5-0.69940.8085

The values of m and c give the linear fit through the C dε against ?p/κp1 data for each test. The parameter c is the measured value of C d, obtained by extrapolating the linear fit to the y-axis, where ε is unity. Dividing the m values by this C d value gives us the slope of the equation for the expansibility factor, ε. These slopes for each test are given below in Table 3:

Table 3. Slopes of derived expansibility equation for each test.

Test No.Size

(inch)βFlow

(kg/s)

slope

160.751-0.8357

260.551-0.7131

360.451-0.7167

460.450.5-0.6439

540.550.66-0.6564

640.550.33-0.6984

740.650.66-0.7964

840.650.33-0.8480

930.750.5-0.8651

The final expansibility equation must be derived from the results in Table 3 above. To achieve this, the slopes of the data from each test are shown below in Figure 1 plotted against β4.

Figure 1. Variation of expansibility slope with β 4

.

Altering the power of β yielded no significant improvement in the fit of the slopes from each test.By taking the best-fit line through the slopes from each test, the overall expansibility equation can be determined. This best-fit line is shown in Figure 1. Therefore the resulting equation for the expansibility factor in a V-Cone meter is:

()

1

4696.0649.01p p κβε?+?=(7)

4.3

Effect of Reynolds Number and Pipe Diameter

As described in Section 2, two key objectives of the tests were to show that the expansibility factor was not significantly affected by pipe diameter or by Reynolds number.

It can be seen from Figure 1 that this is the case. The two values for β = 0.75 (β 4

= 0.32) are in good agreement, and come from a 6” V-Cone at 1 kg/s and a 3” V-Cone at 0.5 kg/s, both these

tests giving a Reynolds number of approximately 0.5 x 106

. Tests 2 and 5 were undertaken at

the same Reynolds number for β = 0.55 (β 4

= 0.09) but with 6” and 4” V-Cone respectively, and the trend as to which pipe diameter gives the highest value for the slope is the opposite to that for β = 0.75.

Equally there are three cases of the same meter having been tested at two different flowrates,and hence Reynolds numbers. Tests 3/4, 5/6, and 7/8 show reasonable agreement within their respective pairs and there is no trend as to which Reynolds number gives the higher value for the slope.

This confirms that the expansibility factor is not affected by either the pipe diameter or the Reynolds number.4.4

Comparison with Dahlstrom’s Equation

As stated in the introduction, Dahlstrom [3] presented Eq. (4) as the expansibility factor for the standard V-Cone meter. Dahlstrom’s equation was derived from only five points from two meters. Figures A.10 to A.18 show the test results from this work along with the derived

equation for expansibility, Eq. (6), compared with Dahlstrom’s equation, Eq. (4). The orifice

-1.0

-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.0β4

(-)

plate and Venturi tube equations are also shown on the graph as a guide to how the V-Cone expansibility compares with that from both these devices.

It can be seen that Dahlstrom’s equation is reasonably close to the new equation, Eq. (6), for many of the tests. However, the number of points and different meters used in the derivation of the new equation give rise to increased confidence in it. It is also evident that the V-Cone expansibility is somewhat different from that of the Venturi tube, and indeed lies between the orifice plate and Venturi tube equations, slightly closer to the Venturi.5

CONCLUSIONS

Six V-Cone flowmeters were tested in air at NEL’s Flow Centre in order to determine the expansibility factor of a gas flowing through a V-Cone.

By testing each meter at a nominally constant flowrate and by varying the static pressure and differential pressure at the meter, it was possible to obtain the necessary data to determine the recommended equation for the expansibility factor, Eq. (7).

In addition, no significant effect on the expansibility factor could be attributed to a change in Reynolds number or pipe diameter.6LIST OF NOMENCLATURE a, b Coefficients in Eq. (5)β

Effective diameter ratio [-]C d Discharge coefficient [-]εExpansibility factor [-]d (Throat) diameter [m]κIsentropic exponent [-]p 1

Static pressure [Pa]ρDensity [kg/m 3

]?p

Differential pressure [Pa]τ

Pressure ratio, 1

1p p

p ??=

τ

[-]q m Mass flowrate [kg/s]Re D

Pipe reynolds number, μ

πd m Re D

4=

[-]7REFERENCES

[1] F.C. Kinghorn. The expansibility correction for orifice plates: EEC data. In Proc. Int. Conf. on Flow Measurment in the Mid 80’s (Paper 5.2). National Engineering Laboratory East Kilbride, Glasgow, June 1986.

[2]International Standards Organisation. Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full, Part 2: Orifice plates. Geneva: International Standards Organisation. ISO/DIS 5167-2, May 2000.[3]M.J. Dahlstrom. V-Cone meter: Gas measurement for the real world. North Sea Flow

Measurement Workshop, Peebles, Scotland , 1994.

APPENDIX A - DIAGRAMS OF RESULTS Fig. A.1 - Results from test 1.

Fig. A.2 - Results from test 2.

Test No. 1 6 inch β = 0.75 1kg/s

0.750.760.770.780.790.80

0.81

0.820.830.840.850.000

0.005

0.010

0.0150.020

?p / κp

1

ε

Test No. 2 6 inch β = 0.55 1kg/s

0.80

0.810.820.830.840.85

0.86

0.870.880.890.900.00

0.01

0.020.030.04

0.050.060.070.08

?p / κp

1

ε

Fig. A.4 - Results from test 4.

0.75

0.77

0.79

0.81

0.83

0.85

0.87

0.89

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.100.120.140.16

?p / κp

1

ε

Test No. 4 6 inch β = 0.45 0.5kg/s

0.80

0.810.820.830.840.850.86

0.870.880.890.900.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.050.060.070.08

?p / κp

1

ε

Fig. A.6 - Results from test 6.

0.70

0.72

0.74

0.76

0.78

0.80

0.82

0.84

0.00

0.05

0.10

0.150.200.25

?p / κp

1

ε

Test No. 6 4 inch β = 0.55 0.33kg/s

0.75

0.760.770.780.790.800.81

0.820.830.840.850.00

0.020.04

0.060.080.10

?p / κp

1

ε

Fig. A.8 - Results from test 8.

0.70

0.72

0.74

0.76

0.78

0.80

0.82

0.84

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

?p / κp

1

ε

Test No. 8 4 inch β = 0.65 0.33kg/s

0.750.760.770.780.790.800.81

0.820.830.840.850.000

0.010

0.020

0.0300.0400.050

?p / κp

1

ε

Fig. A.10 - Derived expansibility factor values from test 1 compared with Eq. (7) along with

Dahlstrom’s equation, and the orifice plate and Venturi tube equations.

0.70

0.72

0.74

0.76

0.78

0.80

0.82

0.84

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

?p / κp

1

ε

0.970.98

0.99

1.00

0.000

0.005

0.0100.015

0.020

?p / κp 1

(-)

Fig. A.12 - Derived expansibility factor values from test 3 compared with Eq. (7) along with Dahlstrom’s equation, and the orifice plate and Venturi tube equations.

0.92

0.93

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1.00

0.00

0.01

0.02

0.03

0.040.05

0.06

0.07

0.08

?p / κp 1

(-)

0.86

0.88

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

0.00

0.02

0.04

0.06

0.080.10

0.12

0.14

0.16

?p / κp 1 (-)

Fig. A.14 - Derived expansibility factor values from test 5 compared with Eq. (7) along with Dahlstrom’s equation, and the orifice plate and Venturi tube equations.

0.92

0.93

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1.00

0.00

0.01

0.02

0.03

0.040.05

0.06

0.07

0.08

?p / κp 1

(-)

0.76

0.800.84

0.88

0.92

0.96

1.00

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

?p / κp 1 (-)

Fig. A.16 - Derived expansibility factor values from test 7 compared with Eq. (7) along with Dahlstrom’s equation, and the orifice plate and Venturi tube equations.

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

?p / κp 1

(-)

0.84

0.86

0.88

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

?p / κp 1 (-)

Fig. A.18 - Derived expansibility factor values from test 9 compared with Eq. (7) along with Dahlstrom’s equation, and the orifice plate and Venturi tube equations.

0.940.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1.00

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

0.040

0.045

?p / κp 1

(-)

0.82

0.840.860.880.900.920.940.960.981.000.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

?p / κp 1 (-)

LDE—100电磁流量计说明书-

目录 一、概述 二、主要技术参数 三、电磁流量计选型编码 四、电磁流量计选型说明 五、流量计接线 六、流量计参数设置 七、流量计自诊断信息与故障处理 八、附录 HXLDE型智能电磁流量计是我公司采用国内外最先进技术研制开发的全智能型电磁流量计,其全中文电磁转换器内核采用高速中央处理器。计算速度非常快、精度高、测量性能可靠。转换器电路设计采用国际先进技术,输入阻抗高达1015欧姆,共模抑制比优于100db,对于外来干扰以及60Hz/50Hz干扰抑制能力优于90db,可以测量更低的电导率的流体介质流量。其传感器采用非均匀磁场技术及特殊的磁路结构,磁场稳定可靠,而且大的缩小了体积,减轻了重复,使流量计小型流量化的特点。使客户“买的放心,用的省心,服务称心”是我公司的宗旨。 产品特点: ▲管道内无可动部件,无阻流部件,测量中几乎没有附加压力损失。 ▲测量结果与流速分布,流体压力,温度、密度、粘度等物理参数无关。 ▲在现场可根据用户实际需要在线修改量程。 ▲高清晰度背光LCD显示,全中文菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂。 ▲采用SMD器件和表面贴装(SMT电路可靠性高。 ▲采用16位嵌入式微处理器,运算速度快,精度高,可编程频率低频矩形波励磁,提高了流测量的稳定性,功耗低。 ▲全数字量的处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高,流量测量范围可达150:1 ▲超低EMI开关电源,使用电源电压变化范围大,抗EMC好 ▲内部具有三个积算器可分别显示正向累计量及差值积算量,内部设有不掉电时钟,可记录16次掉电时间 ▲具有RS485、RS232、Hart和Modbus等数字通讯信号输出。 ▲具有自检与自论功能

几种常用流量计的基础知识和比较

流量测量是四大重要过程参数之一(其他的是温度、压力和物位)。闭合管道流量计以其采用的技术分类,如下: 差压流量计(DP) 这是最普通的流量技术,包括孔板、文丘里管和音速喷嘴。DP流量计可用于测量大多数液体、气体和蒸汽的流速。DP流量计没有移动部分,应用广泛,易于使用。但堵塞后,它会产生压力损失,影响精确度。流量测量的精确度取决于压力表的精确度。 容积流量计(PD) PD流量计用于测量液体或气体的体积流速,它将流体引入计量空间内,并计算转动次数。叶轮、齿轮、活塞或孔板等用以分流流体。PD流量计的精确度较高,是测量粘性液体的几种方法之一。但是它也会产生不可恢复的压力误差,以及需装有移动部件。 涡轮流量计 当流体流经涡轮流量计时,流体使转子旋转。转子的旋转速度与流体的速度相关。通过转子感受到的流体平均流速,推导出流量或总量。涡轮流量计可精确地测量洁净的液体和气体。像PD流量计,涡轮流量计也会产生不可恢复的压力误差,也需要移动部件。 电磁流量计 具有传导性的流体在流经电磁场时,通过测量电压可得到流体的速度。电磁流量计没有移动部件,不受流体的影响。在满管时测量导电性液体精确度很高。电磁流量计可用于测量浆状流体的流速。 超声流量计 传播时间法和多普勒效应法是超声流量计常采用的方法,用以测量流体的平均速度。像其他速度测量计一样,是测量体积流量的仪表。它是无阻碍流量计,如果超声变送器安装在管道外测,就无须插入。它适用于几乎所有的液体,包括浆体,精确度高。但管道的污浊会影响精确度。 涡街流量计 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,游涡的速度与流体的速度成一定比例,从而计算出体积流量。涡街流量计适用与测量液体、气体或蒸汽。它没有移动部件,也没有污垢问题。涡街流量计会产生噪音,而且要求流体具有较高的流速,以产生旋涡。 热质量流量计 通过测量流体的温度的升高或热传感器降低来测量流体速度。热式质量流量计没有移动部件或孔,能精确测量气体的流量。热质量流量计是少数能测量质量流量的技术之一,也是少数用于测量大口径气体流量的技术。 科里奥利流量计 这种流量计利用振动流体管产生与质量流量相应的偏转来进行测量。科里奥利流量计可用于液体、浆体、气体或蒸汽的质量流量的测量。精确度高。但要对管道壁进行定期的维护,防止腐蚀。 电磁流量计 测量原理:法拉第电磁感应定律证明一个导体在磁场中运动将感应生成一个电势。采用电磁测量原理,流体就是运动中的导体。感应电势相对于流速成正比并被两个测量电极所检测,然后变送器将它进行放大,根据管道横截面积计算出流量。 恒定的磁场由极性交替变化的开关直流电流而产生。 测量系统包括一个变送器和一个传感器组成。 它又有两种型号:一体化型,变送器和传感器组成一个整体的机械单元;分离型,变送器和传感器被分开安装。 变送器:Promag50(用按钮操作,两行显示)传感器:PromagW(DN25……2000)

各种流量计计算公式

各种流量计计算公式内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)

V锥流量计计算公式为: 其中: K为仪表系数; Y为测量介质压缩系数;对于瓦斯气Y=; ΔP为差压,单位pa; ρ为介质工况密度,单位kg/m3。取 涡街流量计计算公式: 一、孔板流量计 工作原理 流体流经管道内的孔板,流速将在孔板处形成局部收缩因而流速增加,静压力降低,于是在孔板上、下游两侧产生静压力差。流体流量愈大,产生的压差愈大,通过压差来衡量流量的大小。它是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础,在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。其流量计算公式如下: 上式中:ε——被测介质可膨胀性系数,对于液体ε=1;对气体等可压缩流体ε<1() Q ——流体的体积流量 (单位:m3/min) 工 d ——孔径(单位:m ) △P——差压(单位:Pa)

ρ ——工作状况下,节流件(前)上游处流体的密度,[㎏/m3]; 1 C ——流出系数 β——直径比 安装 孔板的安装要求:对直管段的要求一般是前10D后5D,因此在安装孔板时一定要满足这个直管段距离要求,否则测量的流量误差大。 测量误差分析 1.3.1 基本误差 孔板在使用过程中,会由于煤气的侵蚀而产生变形,从而引起流量系数增大而产生测量误差;而且流量计工作时间越长,流体对节流件的冲刷越严重,也会引起流量系数增大而产生测量误差。 1.3.2 附件误差 孔板节流装置安装于现场严酷的工作场所,在长期运行后,无论管道或节流装置都会发生一些变化,如堵塞、结垢、磨损、腐蚀等等。检测件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度,因此任何几何形状及尺寸的变化都会带来附加误差。

线膨胀系数测量的讲义

金属线膨胀系数的测量 绝大多数物质都具有“热胀冷缩”的特性,这是由于物体内部分子热运动加剧或减弱造成的。这个性质在工程结构的设计中,在机械和仪器的制造中,在材料的加工(如焊接)中,都应考虑到。否则,将影响结构的稳定性和仪表的精度。考虑失当,甚至会造成工程的损毁,仪表的失灵,以及加工焊接中的缺陷和失败等等。 一.实验目的 学习测量金属线膨胀系数的一种方法。 二.实验仪器 金属线膨胀系数测量实验装置、YJ-RZ-4A数字智能化热学综合实验仪、 游标卡尺、千分表、待测金属杆(铜杆、铁杆) 金属线膨胀系数测量的实验装置如图1所示 内有加热引线和温度传感器引线 图1 YJ-RZ-4A数字智能化热学综合实验仪面板如图2所示 图2 三.实验原理 材料的线膨胀是材料受热膨胀时,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。 固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明,在一定的温度范围内,原长为L的物体,受热后其伸长量?L与其温度的增加量?T近似成正比,与原长L亦成正比,即

?L = T L ?α (1) 式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数(简称线胀系数)。大量实验表明,不同材料的线胀系数不同,塑料的线胀系数最大,金属次之,殷钢、熔凝石英的线胀系数很小。殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。 几种材料的线胀系数 实验还发现,同一材料在不同温度区域,其线胀系数不一定相同。某些合金,在金相组织发生变化的温度附近,同时会出现线胀量的突变。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。但是,在温度变化不大的范围内,线胀系数仍可认为是一常量。 为测量线胀系数,我们将材料做成条状或杆状。由(1)式可知,测量出1T 时杆长L (一般,杆在1T 时的长度L 可以近似等于杆在常温时的长度)、受热后温度达2T 时的伸长量?L 和受热前后的温度1T 及2T ,则该材料在(1T ,2T )温区的线胀系数为: α = ) (12T T L L -? (2) 其物理意义是固体材料在(1T ,2T )温区内,温度每升高一度时材料的相对伸长量,其单位为1)(-?C 。 测线胀系数的主要问题是如何测伸长量?L 。而?L 是很微小的,如当L ≈250mm,温度变化12T T -≈100℃,金属的a 数量级为10 5 -1)(-?C 时,可估算出?L ≈0.25mm 。对于这么 微小的伸长量,用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。可采用千分表(分度值为0.001mm )、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法。本实验中采用千分表测微小的线胀量。 千分表是一种通过齿轮的多极增速作用,把一微小的位移,转换为读数圆盘上指针的读数变化的微小长度测量工具,它的传动原理如图3所示,结构如图4所示, 千分表在使用前,都需要进行调零,调零方法是:在测头无伸缩时,松开“调零固定旋钮”,旋转表壳,使主表盘的零刻度对准主指针,然后固定“调零固定旋钮”。调零好后,毫米指针与主指针都应该对准相应的0刻度。 千分表的读数方法:本实验中使用的千分表,其测量范围是0-1mm 。当测杆伸缩0.1mm 时,主指针转动一周,且毫米指针转动一小格,而表盘被分成了100个小格,所以主指针可以精确到0.1mm 的1/100,即0.001mm ,可以估读到0.0001mm 。即: 千分表读数=毫米表盘读数+ ?1000 1 主表盘读数 (单位:mm ) (毫米表盘读数不需要估读,主表盘读数需要估读) 例如:图5中千分表读数为:0.2+ ?1000 1 59.8=0.2598 mm

电磁流量计样本

电磁流量计样本 一、概述 (2) 二、主要特点 (2) 三、技术参数 (2) 四、供货内容及订货须知 (3) 1、供货内容 (3) 2、订货须知 (3) 五、电磁流量计选型及订货 (3) 1、详细了解流量计测量介质及相关工艺参数 (3) 2、传感器口径的选择 (4) 3、电极材料的选择 (6) 4、衬里材料的选择 (7) 5、根据安装要求和环境,选择使用一体型还是分体型电磁流量计 (7) 6、防护等级的选择 (8) 7、电磁流量计选型代码表 (9) 六、结构种类及外形尺寸数据表 (10) 1、夹持型电磁流量计外形尺寸及重量 (10) 3、法兰型电磁流量计的外形尺寸及法兰连接尺寸 (11) 七、安装要求 (13) 安装场所的选择 (13) 选择传感器安装位置时注意事项 (14) 附录 (16) 附录1 附装异径管压力损失 (16) 附录2 有关国家常用不锈钢、耐热钢钢号对照表 (19) 附录3、国内外法兰标准简介 (20) 附录4、常见液体电导率表 (21) 附录5、电极和衬里材料耐腐蚀性能一览表 (28) 附录6、电磁流量计产品制造标准、计量检定规程 (35)

一、概述 KFL-DC系列智能电磁流量计系我公司基于法拉第电磁感应原理开发的新一代全智能型流量计,该电磁流量计不仅可以测量导电液体的体积流量外,还可用于测量强酸强碱等腐蚀性液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、制药、食品饮料、造纸、电力、城市给排水及环保等领域。 二、主要特点 ●全智能化设计,抗干扰能力强,测量精度高 ●采用高可靠的EMI开关电源,适应宽范围电源电压变化,抗EMI性能好 ●采用美国进口微处理器,运算速度快,精度高,保证产品运行稳定可靠 ●采用SMD高精密元器件、SMT贴装技术和三层绝缘防护,提高了电路的可靠性 ●传感器内无可动部件,无主流部件,产品寿命长,无压力损失 ●仪表调试采取层级权限设计,用户可根据不同授权进行仪表现场调试和修改参数 ●流量信号与平均流速成线性关系,不受流体的密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响 ●高清晰度背光LCD显示,可同时显示瞬时流量、累计流量、流量百分比、流速等值 ●流量计为双向测量系统,可对正向流量及方向流量自动识别,并进行累计记录 ●仪表内部有三个总量积算器,可分别记录正向总量、反向总量和差值总量 ●具备多种电流信号、脉冲信号和频率信号输出 ●具备仪表故障自动诊断、自动报警的功能 ●具备RS485、RS232、Hart和Modbus等数字通讯信号输出(选配) ●掉电时间记录功能,自动记录仪表系统电源间断时间,补算漏计流量(选配) ●小时总量记录功能,以小时为单位记录流量重量,适用于分时计量制(选配) ●红外手持操作器,远距离非接触操作转换器所有功能(选配) 三、技术参数 公称口径DN10-DN2200mm 公称压力DN10-DN150 ≤1.6MPa DN200-DN1000 ≤1.0MPa DN1100-DN2200 ≤0.6MPa 10-42MPa(特殊订货) 精度等级0.5级,1.0级 重复性±0.15% 介质电导率电导率大于0.5μs/cm 介质最高温度聚全氟乙丙烯 (FEP或F46) <160℃氯丁橡胶(CR) <60℃ 聚四氟乙烯衬里 (PTFE或F4) <180℃聚氨酯橡胶(PU) <40℃ 供电电源单相交流电85-250V(45-63Hz)或直流电20-36VDC两种供电方式供选择输出信号4-20mA/0-10mA电流输出、脉冲/频率输出、开关量信号输出(选配);通讯方式RS485、RS232、MODBUS协议、HART协议(选配)

常用流量计的选型与比较

常用流量计的选型与比较 由于商业用户的种类庞杂,不同企业的燃气用量都大小不一,因此需要根据企业的不同的情况合理的选用燃气计量表,以达到准确计量和节约成本的目的。目前计量燃气用户的燃气计量表主要包括涡轮流量计、超声波流量计、腰轮(罗茨)流量计、膜式流量计这4种,下面从这4种计量表各自的特点分析商业用户燃气计量表的选用。一.涡轮流量计 涡轮流量计属于间接式体积流量计,当气体流过管道式,依靠气体的动能推动透平叶轮作旋转运动,其转动速度与管道的流量成正比,是一种速度式流量计。 涡轮流量计由涡轮流量变速器(传感器)、前置放大器、流量显示积算仪组成,并可将数据远传到上位流量计算机。 气体涡轮流量计具有结构紧凑、精度高、重复性好、量程比宽、反应迅速、压力损失小等优点,但轴承耐磨性及其安装要求较高。涡轮流量计始动流量比较大,在一些单一的用气设备如燃气锅炉、燃气空调等大流量用气设备中。涡轮流量计有着量程范围大、计量精度很高、可以计量大流量燃气(可以达到6000m3/h 以上)等优点,国产的涡轮流量计价格也比较合理。但是在使用涡轮流量计的时候必须要求始动流量也要大,当用气设备小流量的使用燃气对其精度有很大的影响。且涡轮流量计必须有足够长度的前后直管段,以及带温压补

偿的体积修正仪。 主要适用于液化石油气及天然气的计量上,因此,大多运用在工矿企业的炉、窑等热负荷相对恒定的用气设备上。 二.超声波流量计 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用,测量体积流量的速度式测量仪表,天然气超声波流量计的测量原理是传播时间差法。在测量管内安装一组超声波传感器;同时测量彼此之间的声波到达时间。 由于是全电子式,无机械部分,不受机械磨损、故障影响,产品的可靠性和精度进步很多。体积小、重量轻,重复性好,压损小,不易老化,使用寿命长;智能化,全电子式的结构,可以扩展为预支费表或无线抄表功能。特殊功能是微小流量可测,有管道泄漏感知功能,压力损失为零。 主要特点:1.能实现双向流束的测量; 2.过程参数(压力,温度等)不影响测量结果; 3.无接触测量系统,流量计量过程无压力损失; 4.可精确测量脉动流; 5.重复性好,速度误差≤5mm/s; 6.量程比很宽,qmin/qmax=1/40~1/60; 7.可不考虑整流,只在上游100mm,下游50mm余留安装间隙即可;

固体热膨胀系数的测量实验报告图文稿

固体热膨胀系数的测量 实验报告 集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

固体热膨胀系数的测量 班级: 姓名: 学号: 实验日期: 一、实验目的 测定金属棒的线胀系数,并学习一种测量微小长度的方法。 二、仪器及用具 热膨胀系数测定仪(尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计等) 三、实验原理 1.材料的热膨胀系数 线膨胀是材料在受热膨胀时,在一维方向上的伸长。在一定的温度范围内,固体受热后,其长度都会增加,设物体原长为L ,由初温t1加热至末温t2,物体伸长了 △L,则有 ()12t t L L -=?α (1) (2) 此式表明,物体受热后其伸长量与温度的增加量成正比,和原长也成正比。比例系数称为固体的线胀系数。一般情况下,固体的体胀系数为其线胀系数的3倍。 2.线胀系数的测量 在式(1)中△L 是个极小的量,这样微小的长度变化,普通米尺、游标卡尺的精度是不够的,可采用千分尺、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等。考虑到测量方便和测量精度,我们采用光杠杆法测量。光杠杆系统是由平面镜及底座,望远镜和米尺组成的。光杠杆放大原理如下图所示: 当金属杆伸长△L 时,从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b1、b2,这时()12t t L L -?= α

有: 带入(2)式得固体线膨胀系数为: 四、实验步骤及操作 1.单击登陆进入实验大厅 2.选择热力学试验单击 3.双击固体热膨胀系数的测量进入实验界面 4.在实验界面单击右键选择“开始实验” 5.调节平面镜至竖直状态 6.进行望远镜调节,调节方位、聚焦、目镜是的标尺刻线清晰,调节 中丝读数为0.0mm,并打开望远镜视野 7.单击铜棒测量长度,单击温度计显示铜棒温度,打开电源加热,记 录每升高10度时标尺读数直至温度升高到90度止 8.单击卷尺,分别测量l、D, 9.以t为横轴,b为纵轴作b-t关系曲线,求直线斜率。 10.代入公式计算线膨胀系数值。 由图得k=0.3724 五、实验数据记录与处理 六、思考题 1.对于一种材料来说,线胀系数是否一定是一个常数为什么 答:不是。因为同一材料在不同的温度区域,其线性系数是不同的,有实验结果的事实可证明。 2.你还能想出一种测微小长度的方法,从而测出线胀系数吗? 答:目前想不到更好地方法。 3. 引起测量误差的主要因素是什么? 答:仪器的精准度,操作过程中的不可避免性的失误,温度变化的控制,铜棒受热不均匀等。

流量计应用实例浅谈

流量计应用实例浅谈 上海肯特郭桂林 流量测量的发展历史,可以追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代,已采用孔板测量居民的饮用水水量;公元1000年左右,古埃及用堰法测量尼罗河的水流量;我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位测量水量的大小等。 凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题,流量,压力,温度并列为三大检测参数,能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。因此,流量和压力,温度仪表一样得到最广泛的应用。例如发动机的效率测试,必需检测流量,压力,温度这三个参数,其中一般认为流量测量是最难的,原因是其使用条件特殊,检测件前阻流件复杂且无直管段布置,流体组分变化,流动为脉动流等。 有位著名的流量专家说过,流量计是使用比制造要艰难得多的少数仪表之一,在实验室可以得到极高的精度,但是在使用现场一旦条件发生变化,一切都变了。一台流量计出厂校验其误差为±0.5%,并且通过第三方检验检定,但在使用中误差增至±5%-±10%以上,并不罕见。造成这种情况的原因是多种多样的。如量程选择不对,上下游直管段长度不足,液体测量时产生的大量气泡聚集,气体测量时又有大量液体聚集等。流量测量是一个测量系统的问题,测量系统包括检测装置,显示装置,输出单元,前后测量管及辅助设备等。仅仅流量计本身性能好并不能保证获得要求的精度等级,它要求整个测量系统符合规定要求才行。在流量计的使用中,首先遇到的是仪表的选型问题。流量计的选型并不是一件容易的事,它要考虑的因素很多,大致有仪表的性能,流体特性,安装要求,环境条件和经济因素等。要经过周密分析比较,专业人员经过深思熟虑后才能作出合理的决定。一旦决定有误,可能使测量归于失败。可以说,没有一种理想的流量计,只有一种能恰好解决你问题的流量计,它就是你的理想流量计。 总结各种流量计的所有优点,提出理想流量计的条件如下: 1,检测件无阻碍物,无任何压损。 2,检测件安装在管道外部,可随意移动在任何地点测量,而无需截断管道和流体。 3,仪表的流量计算方程简单明确,可外推到未知领域而无需实流校验。 4,输出各种信号类型,并能无线远传抗干扰与计算机联接。 5,仪表不受物理环境变化的影响。 6,仪表重复性好,范围宽,线性好。 7,仪表可靠性好,价格低廉,维修方便等等。 可以说,至今并没有出现上面的理想流量计,所有流量计都或多或少具备一些上述条件,只不过有的多一些,有的少一些。现在,所有的流量计制造厂家研制的新产品都力图能更多地具备上述的一些条件。 下面针对在实践中,对工况条件不了解,对企业的生产工艺不了解,对仪表的计算公式不了解,造成的测量故障进行举例分析。 案例一,杭州某化工厂,对污水排放进行测量,采用的是电磁流量计。使用一个月后没有流量计量。解剖后发现电极被腐蚀掉,当时选用的HC电极,四氟内衬。分析原因由于化工厂的主要原料含用硫酸,盐酸等化学介质,由于员工操作等原因,经常有硫酸等强酸介质排放,导致电极被腐蚀掉。这和仪表总工沟通时,PH值约6-8之间不符。后更改为钽电极,不再出现故障。 案例二,台州某制药厂,生产工艺中测量氢气的排放量。选用的DN40的金转流量计,流量范围选择为21.6-216m3/h,实际测量的流量只有10-20m3/h,处于流量测量的下限。在

各种流量计计算公式

V锥流量计计算公式为: 其中: K为仪表系数; Y为测量介质压缩系数;对于瓦斯气Y=0.998; ΔP为差压,单位pa; ρ为介质工况密度,单位kg/m3。取0.96335 涡街流量计计算公式:

一、孔板流量计 1.1 工作原理 流体流经管道内的孔板,流速将在孔板处形成局部收缩因而流速增加,静压力降低,于是在孔板上、下游两侧产生静压力差。流体流量愈大,产生的压差愈大,通过压差来衡量流量的大小。它是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础,在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。其流量计算公式如下: 上式中:ε——被测介质可膨胀性系数,对于液体ε=1;对气体等可压缩流体ε<1(0.99192)Q工——流体的体积流量(单位:m3/min) d ——孔径(单位:m ) △P——差压(单位:Pa) ρ1——工作状况下,节流件(前)上游处流体的密度,[㎏/m3]; C ——流出系数 β——直径比 1.2 安装 孔板流量计的安装要求:对直管段的要求一般是前10D后5D,因此在安装孔板流量计时一定要满足这个直管段距离要求,否则测量的流量误差大。

1.3 测量误差分析 1.3.1 基本误差 孔板在使用过程中,会由于煤气的侵蚀而产生变形,从而引起流量系数增大而产生测量误差;而且流量计工作时间越长,流体对节流件的冲刷越严重,也会引起流量系数增大而产生测量误差。 1.3.2 附件误差 孔板节流装置安装于现场严酷的工作场所,在长期运行后,无论管道或节流装置都会发生一些变化,如堵塞、结垢、磨损、腐蚀等等。检测件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度,因此任何几何形状及尺寸的变化都会带来附加误差。

常用流量计选型及比较

常用流量计之间的比较 流量测量是四大重要过程参数之一(其他的是温度、压力和物位)。 差压流量计(DP)这是最普通的流量技术,包括孔板、文丘里管和音速喷嘴。DP流量计可用于测量大多数液体、气体和蒸汽的流速。DP流量计没有移动部分,应用广泛,易于使用。但堵塞后,它会产生压力损失,影响精确度。流量测量的精确度取决于压力表的精确度。 容积流量计(PD)PD流量计用于测量液体或气体的体积流速,它将流体引入计量空间内,并计算转动次数。叶轮、齿轮、活塞或孔板等用以分流流体。PD 流量计的精确度较高,是测量粘性液体的几种方法之一。但是它也会产生不可恢复的压力误差,以及需装有移动部件。 涡轮流量计当流体流经涡轮流量计时,流体使转子旋转。转子的旋转速度与流体的速度相关。通过转子感受到的流体平均流速,推导出流量或总量。涡轮流量计可精确地测量洁净的液体和气体。像PD流量计,涡轮流量计也会产生不可恢复的压力误差,也需要移动部件。 电磁流量计具有传导性的流体在流经电磁场时,通过测量电压可得到流体的速度。电磁流量计没有移动部件,不受流体的影响。在满管时测量导电性液体精确度很高。电磁流量计可用于测量浆状流体的流速。 超声流量计传播时间法和多普勒效应法是超声流量计常采用的方法,用以测量流体的平均速度。像其他速度测量计一样,是测量体积流量的仪表。它是无阻碍流量计,如果超声变送器安装在管道外测,就无须插入。它适用于几乎所有的液体,包括浆体,精确度高。但管道的污浊会影响精确度。 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,游涡的速度与流体的速度成一定比例,从而计算出体积流量。涡街流量计适用与测量液体、气体或蒸汽。它没有移动部件,也没有污垢问题。涡街流量计会产生噪音,而且要求流体具有较高的流速,以产生旋涡。 热式质量流量计通过测量流体的温度的升高或热传感器降低来测量流体速度。热式质量流量计没有移动部件或孔,能精确测量气体的流量。热质量流量计是少数能测量质量流量的技术之一,也是少数用于测量大口径气体流量的技术。 科里奥利流量计这种流量计利用振动流体管产生与质量流量相应的偏转来进行测量。科里奥利流量计可用于液体、浆体、气体或蒸汽的质量流量的测量。精确度高。但要对管道壁进行定期的维护,防止腐蚀。

孔板流量计理论流量计算公式

孔板流量计理论流量计 算公式 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

如果你没有计算书,你只需要向制造厂提供下列数据:管道(法兰)尺寸,管道(法兰)材质,介质,流体的最大和常用流量,温度,压力和你现有的孔板外圆尺寸,生产厂会根据你的数据重新计算,然后你根据计算书重新调整你的差压变送器和流量积算仪引用孔板流量计理论流量计算公式 2009-05-10 17:11:29|分类: |标签: |字号大中小订阅 引用 的 (1)差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为: 式中,qf为工况下的体积流量,m3/s;c为流出系数,无量钢;β=d/D,无量钢;d为工况下孔板内径,mm;D为工况下上游管道内径,mm;ε为可膨胀系数,无量钢;Δp为孔板前后的差压值,Pa;ρ1为工况下流体的密度,kg/m3。 对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为: 式中,qn为标准状态下天然气体积流量,m3/s;As为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式As=×10-6;c为流出系数;E为渐近速度系数;d为工况下孔板内径,mm;FG为相对密度系数,ε为可膨胀系数;FZ为超压缩因子;FT为流动湿度系数;p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp为气流流经孔板时产生的差压,Pa。 差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 孔板流量计,可广泛应用于石油、化工、天然气、冶金、电力、制药等行业中,各种液体、气体、天燃气以及蒸汽的体积流量或质量流量的连续测量。但是许多人不知道孔板流量计是怎么计算出来,今天我就和大家探讨一下孔板流量计的计算公式 简单来说差压值要开方输出才能对应流量 实际应用中计算比较复杂一般很少自己计算的这个都是用软件来计算的下面给你一个实际的例子看看吧 一.流量补偿概述 差压式流量计的测量原理是基于流体的机械能相互转换的原理。在水平管道中流动的流体,具有动压能和静压能(位能相等),在一定条件下,这两种形式的能量可以相互转换,但能量总和不变。以体积流量公式为例: Q v = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β^4)/ρ1)

物理金属线膨胀系数测量实验报告

实验 (七) 项目名称:金属线膨胀系数测量实验 一、实验目的 1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。 2、学会使用千分表。 二、实验原理 材料的线膨胀是材料受热膨胀时,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。 固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明,在一定的温度范围内,原长为L 的物体,受热后其伸长量L ?与其温度的增加量t ?近似成正比,与原长L 亦成正比,即: t L L ???α=? (1) 式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数(简称线胀系数)。大量实验表明,不同材料的线胀系数不同,塑料的线胀系数最大,金属次之,殷钢、熔融石英的线胀系数很小。殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。 实验还发现,同一材料在不同温度区域,其线胀系数不一定相同。某些合金,在金相组织发生变化的温度附近,同时会出现线胀量的突变。另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关,某些材料掺杂后,线膨胀系数变化很大。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。但是,在温度变化不大的范围内,线胀系数仍可认为是一常量。 为测量线胀系数,我们将材料做成条状或杆状。由(1)式可知,测量出时杆长L 、受热后温度从1t 升高到2t 时的伸长量L ?和受热前后的温度升高量t ?(12t t t -=?),则该材料在) , (21t t 温度区域的线胀系数为:) t L (L ???= α(2) 其物理意义是固体材料在)t , t (21温度区域内,温度每升高一度时材料的相对伸长量,其单位为1 )C (-。 测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量L ?。我们先粗估算一下L ?的大小,若 mm 250L =,温度变化C 100t t 0 12≈-,金属的α数量级为105)C (10--?,则估算出 mm 25.0t L L ≈???α=?。对于这么微小的伸长量,用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。可采用千分表(分度值为mm 001.0)、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等方法。本实验用千分表(分度值为mm 001.0)测微小的线胀量。 三、实验主要仪器设备和材料

第二章习题及答案

第二章习题及答案

化工原理练习题 五.计算题 1. 密度为1200kg.m的盐水,以25m3.h-1的流量流过内径为75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为25m,钢管总长为120m,管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25%。试求泵的轴功率。假设:(1)摩擦系数λ=0.03;(2)泵的效率η=0.6 1.答案***** Z1+u2/2g+P1/ρg+He=Z2+u2/2g+P2/ρg+∑H f Z=0,Z=25m,u≈0,u≈0,P =P ∴H=Z+∑H=25+∑H ∑H=(λ×l/d×u/2g)×1.25 u=V/A=25/(3600×0.785×(0.07 5)) =1.573m.s ∑H=(0.03×120/0.075×1.573/(2×9.81)×1.25 =7.567m盐水柱 H=25+7.567=32.567m N=Q Hρ/102=25×32.567×120 0/

(3600×102) =2.66kw N轴=N/η=2.66/0.6=4.43kw 2.(16分) 如图的输水系统。已知管内径为d=50mm, 在阀门全开时输送系统的Σ(l+le ) =50m,摩擦系数可取λ=0.03,泵的性能曲线,在流量为6 m3.h-1至15 m3.h-1范围内可用下式描述: H=18.92-0.82Q2.,此处H为泵的扬程m,Q为 泵的流量m3.h-1,问: (1)如要求流量为10 m3.h-1,单位质量的水所需外加功为多少? 单位重量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务? (2)如要求输送量减至8 m3.h-1 (通过关小阀门来达到),泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计) 答案***** ⑴u=10/(3600×0.785×0.05)=1.415[m.s-1] Σhf =λ[Σ(l+le )/d](u2/2)

电磁流量计的选型(完整版)

电磁流量计的选型 电磁流量计是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。糨是根据法拉第电磁感应定律制成的,用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点,目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;各种浆液流量测量,形成了独特的应用领域。 在结构上,电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上,它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号,并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方,它将传感器送来的流量信号进行放大,并转换成流量信号成正比的标准电信号输出,以进行显示,累积和调节控制。 LDE型智能电磁流量计是我公司采用国内外最先进技术研制开发的全智能型电磁流量计,其全中文电磁转换器内核采用高速中央处理器。计算速度非常快、精度高、测量性能可靠。转换器电路设计采用国际最新技术、输入抗阻高达10的15次方欧姆,共模抑制比优于100db, 对于外来干扰以及60Hz/50Hz干扰抑制能力优于90db ,可以测量更低电导率的流体介质流量。其传感器采用非均匀磁场的新技术及特殊的磁路结构,磁场稳定可靠,而且大大的缩小了体积,减轻了重量,使流量计具有小型轻量化的特点。使客户“买的放心,用的省心,服务称心"是我公司的宗旨。 二、产品特点 ·管道内无可动部件,无阻流部件,测量中几乎没有附加压力损失。 ·测量结果与流速分布,流体压力,温度、密度、粘度等物理参数无关。 ·在现场可根据用户实际需要在线修改量程。 ·高清晰度背光LCD显示,全中文菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂。 ·采用SMD器件和表面贴装(SMT)技术,电路可靠性高。 ·采用16位嵌入式微处理器,运算速度快精度高,可编程频率低频矩形波励磁,提高了流量测量的稳定性,功耗低。 ·全数字量处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高,流量测量范围可达150:1 ·超低EM1开关电源,适用电源电压变化范围大,抗EMC性能好 ·内部具有三个积算器可分别显示正向累计反向累计量及差值积算量,内部设有不掉电时钟,可记录16 次掉电时间 ·具有RS485 、RS232 、Hart和Modbus等安息字通讯信号输出。 ·具有自检与自论断功能 三、电磁流量计技术参数 公称口径: 电极材质: 精度等级: 内衬材料: 电极形式: 介质电导率: 流速范围: 介质温度: 额定压力: DN10-DN2000 Mo2Ti,Hc,Hb,Ta,Pt ±0.5%,±1.0%(按口径分) 聚四氟乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、耐酸橡胶固定式、刮刀式、可拆卸式 正常测量不低于5μs/cm 0.2~11m/s可选 25℃~180℃ 0.25Mpa-32Mpa

孔板流量计理论流量计算公式

如果你没有计算书,你只需要向制造厂提供下列数据:管道(法兰)尺寸,管道(法兰)材质,介质,流体的最大和常用流量,温度,压力和你现有的孔板外圆尺寸,生产厂会根据你 的数据重新计算,然后你根据计算书重新调整你的差压变送器和流量积算仪引用孔板流量计理论流量计算公式 2009-05-10 17:11:29| 分类:技术资料| 标签:|字号大中小订阅 引用 蝈蝈的孔板流量计理论流量计算公式 (1)差压式流量计 差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为: 式中,qf为工况下的体积流量,m3/s;c为流出系数,无量钢;β=d/D,无量钢;d为工况下孔板内径,mm;D为工况下上游管道内径,mm;ε为可膨胀系数,无量钢;Δp为孔板前后的差压值,Pa;ρ1为工况下流体的密度,kg/m3。 对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为: 式中,qn为标准状态下天然气体积流量,m3/s;As为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式As=3.1794×10-6;c为流出系数;E为渐近速度系数;d为工况下孔板内径,mm;FG为相对密度系数,ε为可膨胀系数;FZ为超压缩因子;FT为流动湿度系数;p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp为气流流经孔板时产生的差压,Pa。 差压式流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压计组成,对工况变化、准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)、温度计(传感器或变送器)流量计算机,组分不稳定时还需要配置在线密度计(或色谱仪)等。 孔板流量计,可广泛应用于石油、化工、天然气、冶金、电力、制药等行业中,各种液体、气体、天燃气以及蒸汽的体积流量或质量流量的连续测量。但是

线膨胀系数实验报告参考

线胀系数测量实验报告参考稿 【实验目的】 1.学习并掌握测量金属线膨胀系数的一种方法。 2.学会用千分表测量长度的微小增量。 【实验仪器】 FB712型金属线膨胀系数测量仪一台,千分表(1-0-0.001mm )一个,待测铜管一根。 【实验原理】 材料的线膨胀是材料受热膨胀时,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。 如图所示,待测铜管的线胀系数为: () t L L ???= α 式中L 为温度为1t 摄氏度时的管长,L ?为管受热后温度从1t 升高到2t 时的伸长量,t ?为管受热前后的温度升高量 (12t t t -=?) 。 该式所定义的线胀系数的物理意义是固体材料在()21t , t 温度区域内,温度每升高一度时材料的相对伸长量,其单位为()1 C -?。 【实验内容和步骤】 1.把样品铜管安装在测试架上。连接好加热皮管,打开电源开关,以便从仪器面板水位显示器上观察水位情况。水箱容积大约为ml 750。 3.加水步骤:先打开机箱顶部的加水口和后面的溢水管口塑料盖,用漏斗从加水口往系统内加水,管路中的气体将从溢水管口跑出,直到系统的水位计仅有上方一个红灯亮,其余都转变为绿灯时,可以先关闭溢水管口塑料盖。接着可以按下强制冷却按钮,让循环水泵试运行,由于系统内可能存在大量气泡,造成水位计显示虚假水位,只有利用循环水泵试运行过程,把系统内气体排出,这时候水位下降,仪器自动保护停机。 4.设置好温度控制器加热温度:金属管加热温度设定值可根据金属管所需要的实际温度值设置。 5.将铜管(或铝管)对应的测温传感器信号输出插座与测试仪的介质温度传感器插座相连接。将千分尺装在被测介质铜管(或铝管)的自由伸缩端固定位置上,使千分表测试端与被测介质接触,为了保证接触良好,一般可使千分表初读数为mm 2.0左右,只要把该数值作为初读数对待,不必调零。(如认为有必要,可以通过转动表面,把千分尺主指针读数基本调零,而副指针无调零装置。) 6.正常测量时,按下加热按钮(高速或低速均可,但低速档由于功率小,一般最多只能加热到C 50?左右),观察被测金属管温度的变化,直至金属管温度等于所需温度值(例如C 35?)。.

第二章习题及答案

化工原理练习题 五.计算题 1. 密度为1200kg.m的盐水,以25m3.h-1的流量流过内径为75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为25m,钢管总长为120m,管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25%。试求泵的轴功率。假设:(1)摩擦系数λ=0.03;(2)泵的效率η=0.6 1.答案***** Z1+u2/2g+P1/ρg+He=Z2+u2/2g+P2/ρg+∑H f Z=0,Z=25m,u≈0,u≈0,P=P ∴H=Z+∑H=25+∑H ∑H=(λ×l/d×u/2g)×1.25 u=V/A=25/(3600×0.785×(0.07 5)) =1.573m.s ∑H=(0.03×120/0.075×1.573/(2×9.81)×1.25 =7.567m盐水柱 H=25+7.567=32.567m N=Q Hρ/102=25×32.567×120 0/(3600×102) =2.66kw N轴=N/η=2.66/0.6=4.43kw 2.(16分) 如图的输水系统。已知管内径为d=50mm, 在阀门全开时输送系统的Σ(l+le ) =50m,摩擦系数可取λ=0.03,泵的性能曲线,在流量为 6 m3.h-1至15 m3.h-1范围内可用下式描述: H=18.92-0.82Q2.,此处H为泵的扬程m,Q为泵的流量m3.h-1,问: (1)如要求流量为10 m3.h-1,单位质量的水所需外加功为多少? 单位重量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务? (2)如要求输送量减至8 m3.h-1 (通过关小阀门来达到),泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计) 答案***** ⑴u=10/(3600×0.785×0.05)=1.415[m.s-1] Σhf =λ[Σ(l+le )/d](u2/2) =0.03×(50/0.05)(1.4152/2)=30.03 Pa/ρ+W=Pa/ρ+Z g+Σhf 1 - 2 W=Z2g+Σhf 1 - 2 =10×9.81+30.03=128.13 [J.kg] H需要=W/g=128.13/9.81=13.06[m] 而H泵=18.92-0.82(10)=13.746[m] H泵>H需故泵可用 ⑵N=H泵Q泵ρg/η ρg/η=常数 ∴N∝H泵Q泵N前∝13.746×10 H泵后=18.92-0.82(8)0 . 8 =14.59 N后∝14.59×8 N后/N前=14.59×8/(13.746×10)=0.849

电磁流量计使用说明

电磁流量计使用说明书 一、产品特点、用途和适用范围 1.1特点 ●LD系列电磁流量计,具有以下特点: ●不受流体密度、粘度、温度、压力和电率变化的影响,线性测量原理能实现高精确度测量; ●测量管内无阻流件,压损小,直管段要求低; ●公称通径DN6-DN2000覆盖范围宽,衬里和电极有多种选择,能满足测量多种导电流体的要求; ●转换器采用可编程频率低频矩形波励磁,提高了流量测量的稳定性,功率损耗小; ●转换器采用16位嵌入式微处理器,全数字处理,运算速度快,抗干扰能力强,测量可靠,精确度高,流量测量范围度可达1500:1; ●高清晰度背光LCD显示,全汉字菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂; ●具有RS485或RS232O数字通讯信号输出; ●具有电导率测量功能,可以判别传感器是否空管,具有自检与自诊断功能; ●采用SMD器件和表面安装(SMT)技术,电路可靠性高; ●可用于相应的防爆场合。 1.2主要用途 KDLD系列电磁流量计,可用来测量封闭管道中导电流体的体积流量。广泛应用于石油化工、钢铁冶金、给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水测控、造纸、医药、食品等工农业生产工艺过程中的流量测量和控制。 1.3使用环境条件 环境温度:传感器-25℃~+60℃转换器-10℃~+60℃ 相对温度:5%-95% 1.4工作条件 流体最高温度:一体型70℃ 分离型:聚四氟乙烯衬里150℃ 氯丁橡胶衬里80℃ 聚氨酯橡胶衬里70℃ 流体电导率:≥5uS/cm 二、工作原理 2.1数学物理模型 电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应法律。当一个导体在磁场场内运动时,在与磁场方向、运动方向相互垂直方向的导体两端,会产生感应电动势。电动势的大小与导体运动速度和磁场的磁感应强度大小成正比。 如图一,当导电流体以平均流速V(m/s)通过装有一对测量电极的一根内径为D(m)的绝缘导管内流动时,该管道处于一个均匀的磁感应强度为B(T)的磁场中,那么在一对电极上就会产生感应电动势E(V),它的方向垂直于磁场和流体的方向。 法拉第电磁感应定律为:E=B·D·V (1)

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