单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 流量测量,第一节 概述,第二节 容积式流量计,第三节 涡轮流量计,第四节 浮子流量计,第五节 差压式流量计,第五节 柴油机燃油消耗量测量,第四章 流量测量第一节 概述,1,第一节 概述,测定进气、排气、冷却水、燃油和润滑油等流量。,为了评价柴油机经济性,要测定燃油消耗量;热平衡实验时,要测定冷却水和润滑油的流量以及空气和排气的流量.,柴油机,液体,大多属于,稳定流动,测量较简单;,气体,流动大多有,周期性脉动,性质,不能简单用稳,流测量装置,采用附加的稳流措施,或选非稳流,测量装置。,第一节 概述,2,一、流体与流量的表现形式,流体,：,具有流动性能的物质,一般可以认为是气体和液体的总称.,在热能与动力机械中,通常有,单相流,(气体液体)，,多相流,(气液混合,流体,)。,流量,：,单位时间内通过有效流通截面的流体数量,亦称,瞬时流量,。,可表示为,质量流量和体积流量,，二者满足,一、流体与流量的表现形式,3,工程实际中,有时需要知道某一段时间间隔内通过某流通截面的流体总量,这就是所谓的,累计流量,。,累计流量除以相应的时间间隔,则为该段时间的,平均流量,。,由于,流体密度随其状态而变化,在表示和比较流量大小时,注意单位和量纲的统一,同时考虑,压力、温度等参数对流体体积的影响.,注：,测量,体积,流量,必须指明流体状态(压力、温度等).,测量单位时间流量的仪表,统称为,流量计,在使用时,能指示或记录,当时的,瞬时流量或平均流量,;,测量总量的仪表,称为,计量表或总量计,在使用时能随时累积其瞬时流量.,工程实际中,有时需要知道某一段时间间隔内通过某流通截面的,4,流量测量通常在管道内进行.除,少数,流量计应用自身具有的,标准容积来测量流量,以外,大多数,流量计是根据流体在管道截面上的,流动速度与容积流量成正比的关系来测量流量,的.,无论何种流量计,都有一定的适用范围,对,流体特性与管道条件都有特定的要求,弄清流体在管道内流动的速度特性很有必要.,流体在管道内的流动是流体充满管道的连续流动,一般,情况下,沿管道,中心线流速最大,管壁处的流速最小,等于零.,在弯管和阀门后的流速分布较复杂,对流量测量有较大的影响.为此,在,流量计前后要求有足够的直管段长度或加装整流器,才能使仪表前后的流速分布保持稳定.,流量测量通常在管道内进行.除少数流量计应用自身具有的标准,5,管道流速分布图,:,影响管道中流速分布的准则为,雷诺数,.,管道流速分布图:,6,雷诺数,Re：,表征流体,惯性力与粘性力,之比的无量纲参数,即,D管道内径，m；,v由特性尺寸所规定的横截面上的平均流速,m/s;,流体的运动粘度，m,2,/s.,当Re20000时,表示,惯性力,较大,呈,紊流,状态；,当2300Re,涡轮,导流器,感应线圈,轴承,三、冷却水流量测量方法 涡轮导流器感应线圈轴承,32,特点:,精度高、反应快、耐压好、量程宽特点，用来测量瞬时脉动流量或总量。,由于对被测介质的,洁净度要求高,受粘度影响大,常用测量,冷却水,流量。,涡轮流量计使用时应正确安装,，连接流量计的上游段直管长度应不小于15D，下游段直管长度不小于5D,才能消除测量管道内的涡流或旋流，以保证,涡轮流量计流量系数为常数,，使流量计在线性区运行。,特点:,33,第三节 空气流量的测量,通常用,节流压差法,来测量,即在流体通道中安装,节流装置,以形成压差来测量。,节流式流量计特点:,结构简单,测量精确,使用寿命长,适用性广,积累的试验数据丰富可靠;,安装要求较严格,上下游需要足够的直管段长度;,测量范围窄,量程比,(可测最大流量与最小流量之比),一般为3;,压力损失大,增加能量消耗;,刻度非线性,;,测量进气流量时,柴油机与流量计之间要,装一个稳压箱,(不低于1个气缸容积200倍),稳压箱一端装橡皮膜,抑制气流的脉动。,目前常用,标准孔板流量计,和,双纽线流量计,。,第三节 空气流量的测量,34,1、标准孔板流量计,是国家标准规定的,标准节流装置,由,标准孔板,取压装置、测量管,等组成。,测量原理,:,标准孔板的中心为圆孔,安装于流体的管道中,中,心线完全重合。,圆孔直径,小于管道直径,流束流经,标准孔板圆孔时,流通截,面积收缩,流速增加,静,压力减少,孔板前后形成,压差,其大小取决于流速;,只要,测出压差,可算出平,均流速,最后算出流量,。,1、标准孔板流量计,35,试验指出,流量愈大,平均流速也愈大,通过节流元件时,静压力降低也愈显著,。,标准孔板的结构,标准孔板的结构,设计、加工制造、安装使用、流量计算实现了标准化,称为标准孔板。,中间带有圆孔,的薄圆盘,开口中,心和管道中心重合,孔板开口在,流束进入一侧制成圆柱形,流束,排出一侧制成圆锥形。,试验指出,流量愈大,平均流速也愈大,通过节流元件时静压力,36,2、双纽线流量计,：,属于,节流式流量计,进口部分轮廓为,双纽线,出口部分为圆柱形直管。流场均匀,流量系数大,压力损失小,结构简单,制造容易,特别是测量增压柴油机,空气流量时,由于,标准孔板流量计的压力损失较大,会影响增压器正常工作,采用双纽线流量计。,2、双纽线流量计：,37,二、空气流量的测量误差,1、进气脉动产生的误差,：,进气脉动使得节流元件前后压差的平均值与平均流量随脉动振幅大小而变化，按基本流量方程求得的流量值偏大，为抑制气流脉动，在稳压箱一端装橡皮膜。,2、,节流装置产生的误差,3、空气测量系统的漏泄误差,：,测量系统各接头和焊缝处不应有漏泄,须进行漏泄试验,测定出实际漏泄量。,节流式流量计可用来,测量废气流量,由于废气温度高且变化大,含有水蒸汽,先,除湿降温至10,左右,再导入流量计测量。,二、空气流量的测量误差,38,