本手冊詳細系統(tǒng)介紹了流量測量基礎知識,各類流量測量儀表的測量原理、設計選型、適用條件和使用注意事項,流量測量誤差分析和流量試驗裝置,國內外流量標準規(guī)范,典型流體流量測量技術等內容。本手冊大量采用圖表進行敘述,通俗易懂,實用性強。
本手冊詳細介紹了流量測量的基礎知識;全過程系統(tǒng)介紹了各種流量測量技術,尤其重點介紹了基于速度—面積法的流量測量儀表;全面介紹了國內外主流的流量測量標準。圖文并茂,實用性強,具有較強的參考價值。
當前,我國正處于經(jīng)濟發(fā)展方式從粗放型向集約型轉型的關鍵期,節(jié)約資源和保護環(huán)境是我國的一項基本國策。流量測量在物流貿易結算、能源計量、環(huán)境保護及過程控制中都得到了廣泛應用,所檢測的流量已成為經(jīng)濟效益、資源利用、生產工況、產品效能與質量的重要衡量指標之一,流量測量在國民經(jīng)濟各行業(yè)及日常生活中正發(fā)揮著越來越重要的作用。所謂“流量測量”,是指為確定物質在單位時間內通過管道或通道(江、河、渠)等對象的橫截面的量值而實施的過程。由于影響測量的因素較多,流量測量的原理、類型也多樣繁雜?梢哉f,現(xiàn)在還沒有一種十全十美的流量儀表可以用于所有的流量測量場合。各種流量儀表都有各自的優(yōu)點,也同時存在著各自的使用局限性。因此,如何科學合理地選用適當?shù)牧髁繙y量技術,如何正確安裝、使用流量儀表,始終是業(yè)界面臨的一個重要課題。目前,國內出版發(fā)行了不少流量測量的專業(yè)書籍,但對流量測量涉及的基礎工業(yè)管流及國內外技術標準等內容,介紹得還不夠充分,特別是過程工業(yè)流量測量儀表及其應用相關的資料較欠缺。經(jīng)濟建設的需求及業(yè)內專業(yè)人士的鼓勵,促使我們編寫這樣一本專業(yè)實用手冊。這 本實用手冊的特點有以下幾個方面:(1)基礎性。流量儀表的選擇與使用同流體的性質及流體流動狀態(tài)密切相關,因此本手冊較詳細地介紹了流體力學的基礎知識及工業(yè)管流的特點。流量儀表的質量與準確度在一定程度上與流量試驗裝置有關,本手冊也對其做了重點介紹。(2)專業(yè)性。重點介紹了流量測量相關的國內外標準。標準是以大量試驗數(shù)據(jù)及實踐經(jīng)驗為基礎建立的技術文件,可使制造有法可依,用戶有法可循。(3)針對性。為便于技術人員使用,本手冊結合生產過程及流量測量的特點,有針對性地介紹了節(jié)流裝置選型及設計計算、典型流體流量測量儀表設計比選及安裝應用等,涉及范圍包括蒸汽流量測量、氣體流量測量、液體流量測量、固體流量測量、兩相流(氣固、液固、氣液)流量測量等。(4)實用性。較為全面、系統(tǒng)地介紹了差壓式(包括標準節(jié)流裝置、非標準節(jié)流裝置)、容積式、渦輪式、浮子式等經(jīng)典流量儀表,科里奧利、電磁式、超聲波、渦街、熱式等新型流量儀表,以及明渠流量測量儀表等;重點介紹了各種流量測量儀表的特點、選型及應用,特別詳細介紹了過程工業(yè)常用的流量測量技術(包括流量儀表選型、計算、安裝及應用等),如速度—面積法、蒸汽流量測量,并通過應用實例進行說明。(5)全面性。一是全面介紹了流量測量的基礎知識,包括流體的性質、流體力學基礎、流量測量誤差與不確定度計算等。二是所涉及的流量測量技術較為全面,既包括封閉管流,也包括明渠流測量;既包括經(jīng)典流量測量技術,也包括新型(如電磁、熱式)和新興(如光學、聲納、微波)流量測量技術。三是全過程系統(tǒng)地介紹了流量測量技術,從流量測量基礎,到流量測量儀表設計選用、安裝、誤差分析、故障查找,再到流量標準裝置及校驗等。四是較為全面地介紹了國內外主流的流量測量標準,如ISO (包括ISO/TC30、ISO/TC113、ISO/TC28、ISO/TC112、ISO/TC115、ISO/TC117、ISO/TC118等)、IEC、AGA、API、ASME、ASTM、ISA、OIML等國際標準,GB、JB、DL等國家標準或行業(yè)標準。本 手冊第一章、第十章和第十一章由張晉賓撰寫;第二章、第三章和第四章由孫立軍撰寫;第五章~第九章由毛新業(yè)撰寫(其中電磁流量計由張志撰寫,渦街流量計由劉楊撰寫)。全書由毛新業(yè)、張晉賓統(tǒng)稿和審核。在本手冊的編寫過程中,得到了社會各界人士的大力支持,他們有龔德君先生、蔡武昌教授、童復來女士、馬中元先生、劉忠海先生、Mr.DavidDunn (美)、王自和先生,還有以下各位朋友的幫助,他們是朱家順、劉中杰、魏武。特此表示衷心感謝!本手冊對各行業(yè)從事流量測量技術及裝置的研究、生產、教學、設計、檢測、安裝、運行等工作的相關技術人員均有參考價值,特別適于各類電廠熱工檢測設計、安裝、調試及生產檢修人員使用。限于編著者水平,疏漏與不足之處在所難免,歡迎讀者提出寶貴意見。編著者2017年4月25日
毛新業(yè)成都機械部科學儀器廠原總工程師,曾擔任“自動化信息”執(zhí)行主編;近十年來為中國儀器儀表學會科技評估部特約顧問,多家媒體特約撰稿人。張晉賓西南電力設計院設計總工程師,起草標準8個,發(fā)表學術論文53篇,參與編寫多部著作。孫立軍近年來一直從事流量標準裝置、渦輪流量計、均速管流量計等相關研究工作,公開發(fā)表與流量有關學術論文15篇。
前言第一章 緒論 1第一節(jié) 發(fā)展歷史 1第二節(jié) 流量測量在過程工業(yè)中的作用 4第三節(jié) 流量測量儀表分類 6第四節(jié) 常用技術術語 12參考文獻 18第二章 流體的性質 19第一節(jié) 密度 19第二節(jié) 壓縮性和膨脹性 22第三節(jié) 黏度 24第四節(jié) 比熱容與絕熱指數(shù) 29第五節(jié) 兩相流基本參數(shù) 30參考文獻 35第三章 流體動力學基礎 36第一節(jié) 流動基本方程 36第二節(jié) 雷諾實驗和雷諾相似準則 42第三節(jié) 管道中的流體流動 46第四節(jié) 流動的阻力 53第五節(jié) 邊界層 61第六節(jié) 卡門渦街 65第七節(jié) 水擊現(xiàn)象 67第八節(jié) 氣穴和氣蝕 70第九節(jié) 氣體的一維流動 71第十節(jié) 兩相流 74第十一節(jié) 計算流體動力學 79參考文獻 90第四章 流量測量誤差與不確定度 92第一節(jié) 概述 92第二節(jié) 術語及概念 92第三節(jié) 使用皮托管和速度—面積法測量封閉管道中流量的誤差評定 105第四節(jié) 標準表法氣體流量裝置不確定度評定 110參考文獻 113第五章 節(jié)流裝置 114第一節(jié) 概述 114第二節(jié) 標準節(jié)流裝置 115第三節(jié) 非標準節(jié)流裝置 133第四節(jié) 其他差壓流量儀表 140第五節(jié) 臨界流流量計 143第六節(jié) 抗上游干擾的新型節(jié)流裝置 148第七節(jié) 節(jié)流裝置的誤差分析 155參考文獻 161第六章 基于速度—面積法的流量儀表 163第一節(jié) 概述 163第二節(jié) 測量原理 163第三節(jié) 點速流量計 173第四節(jié) 徑速流量計 185第五節(jié) 截面多點速流量計 198第六節(jié) 大管道氣體流量測量系統(tǒng) 203第七節(jié) 大管道風量測量的校驗 209第八節(jié) 火電廠風量測量新技術 212第九節(jié) 小結 214參考文獻 216第七章 新型流量儀表 218第一節(jié) 超聲波流量計 218第二節(jié) 科里奧利質量流量計 235第三節(jié) 電磁流量計 249第四節(jié) 渦街流量計 268第五節(jié) 熱式質量流量計 286參考文獻 297第八章 其他流量儀表 299第一節(jié) 渦輪流量計 299第二節(jié) 浮子流量計 313第三節(jié) 容積式流量計 323第四節(jié) 明渠流量計 336參考文獻 354第九章 流量試驗裝置 355第一節(jié) 概述 355第二節(jié) 氣體流量標準裝置 358第三節(jié) 液體流量標準裝置 371第四節(jié) 標準表法流量校驗裝置 374第五節(jié) 蒸汽流量校驗裝置 377第六節(jié) 多相流流量標準裝置 378參考文獻 380第十章 流量測量標準規(guī)范 381第一節(jié) 概述 381第二節(jié) ISO流量測量標準 383第三節(jié) IEC與流量測量相關的標準 424第四節(jié) 其他流量測量國際標準 426第五節(jié) 國家標準 451第六節(jié) 行業(yè)標準 463第十一章 典型流體的流量測量 469第一節(jié) 概述 469第二節(jié) 節(jié)流裝置選型及設計計算 472第三節(jié) 蒸汽流量測量 483第四節(jié) 氣體流量測量 504第五節(jié) 液體流量測量 518第六節(jié) 固體流量測量 530第七節(jié) 兩相流流量測量 537參考文獻 553