热工计量试题之流量部分.doc

流量专业知识
一.填空题：
1.流量是指（ 单位时间 ）内流过管道（ 横截面 ）的流体量。
2.流体以体积表示时称（ 体积 ）流量，其单位名称是（ 立方米每秒 ），单位符号是（ m3/s ）。
3.流体量以质量表示时称（ 质量 ）流量，其单位名称是（ 千克每秒 ），单位符号是（ kg/s ）。
4.表示单位体积内物质的质量称（ 密度 ），其单位名称是（ 千克每立方米 ），单位符号是（ kg/m3 ）。
5.火电厂主蒸汽流量测量，节流件多选用（ 喷嘴 ）；给水流量测量，节流件多选用（ 孔板 ）。
6.在电力生产中常用的流动介质主要是（ 蒸汽 ）、（ 水 ）、（ 空气 ）、（ 烟气 ）、（ 燃油 ）。
7.流体克服阻力所引起的不可恢复的压力值称为（ 压力损失 ）。
8.1MPa等于（ 10.2041 ）kgf/cm2, 等于（ 7.5×103 ）mmHg,也等于（ 1.02041×105 ）mmH2O。
9.1kPa等于（ 7.5 ）mmHg,也等于（ 102.041 ）mmH2O。
10.流体的粘度是表征流体（ 内摩擦力）的一个参数，一般来说随着温度的上升，液体的粘度（ 下降 ），气体的粘度（ 上升 ）。
11.流体密度随温度、压力改变而变化。气体的密度随（ 温度 ）的升高而减少，随（ 压力 ） 的增大而增大；液体的密度则主要随（ 温度 ）的升高而减少，而与（ 压力 ）的关系不大。
12.雷诺数是表征流体流动时（ 惯性 ）力与（ 粘性力或内摩擦力 ）之比的无量纲数。
13.流体的压缩性是指在一定温度下，流体体积随（ 压力 ）增加而缩小的性质。对于不可压缩流体（如液体），可膨胀性系数ε等于（ 1 ）；。对于可压缩流体（如气体或水蒸汽），则可膨胀性系数ε（ ＜1 ）。
14.由于任何物体的质量均不受温度、压力及重力加速度的影响。因而，（ 质量 ）流量是表示流量大小的较好尺度。
15.在流体中不受流速影响而测得的压力值称为（ 静压力 ）。
16.动压是流体单位体积所具有的（ 动能 ），其大小通常用公式（ ）表示。
式中v—流体流速；ρ—流体密度。
17.差压式流量计，其流量与差压的（ 平方根 ）成比例关系。差压计配合开方器，完成（ 流量 ）和（ 差压 ）关系的运算，实现它们之间关系的线性化。
18.JJG640—94差压式流量计检定规程中规定，节流装置包括（ 节流件 ）、（ 取样装置 ）、（ 前后测量管 ）。
19.目前国际公认的标准节流装置是（ 标准孔板 ）、（ 标准喷嘴 ）、（ 长径喷嘴 ）、（ 文丘利喷嘴 ）、（ 古典文丘利管 ）。
20.标准孔板取压方式有：（ 角接取压 ）、（ 法兰取样 ）、（ (D-D/2)取压 ）三种。
21.标准喷咀取压方式为（ 角接取压法 ），长径喷咀取压方式为（ (D-D/2)取压法 ）。
22.充满管道的流体经管道内的节流装置，流束将在节流件处形成（ 局部收缩 ），从而使（ 流速 ）增加，（ 静压力 ）降低，于是在节流件前后产生了静压力差。
23.孔板在管道内的部分应该是（ 光滑的 ），并与管道（ 中心线重合 ），孔板的两端面应始终是（ 平行 ）和（ 平齐 ）的，，其节流孔应为圆筒形并（ 垂直 ）于上游端面。
24.对差压变送器检定时，其检定点应为（ 包括上、下限不少于5点 ），检定时的环境温度为（ （20±5）℃ ）；相对湿度为（ （45～75）﹪ ）。
25.差压变送器在进行密封性检查时，引入（ 额定工作 ）压力，密封（ 15 ）分钟，在最后（ 5 ）分钟内，观察压力表压力下降值不得超过测量（ 额定工作压力的2﹪ ）。
26.差压变送器零点迁移后，其量程（ 不 ）变化；量程迁移后，零点（ 发生 ）变化。
27.1151电容式变送器共有三种测量电路：（ F型用于微差压变送器 ）、（ J型用于流量变送器 ），其余变送器均采用E型测量电路。
二、选择题：
1.火力发电厂测量汽、水流量的仪表大多采用（ ）流量计。 （A.转子 B.涡轮 C.电磁 D.差压式P）
2.流量计的准确度等级一般用（ ）表示。（ A.相对误差 B.引用误差P）
3.蒸汽的流速膨胀膨胀系数（ ）。（A.等于1 B.小于1 P C.大于1）
4.流体流过标准孔板的（ ）收缩到最小。（ A.进口处 B.圆柱形开孔处 C.出口后一定距离处P）
5.流体流过节流件时，产生的差压与流体流量（ ）成正比；流体流量与产生的差压（ ）成正比。
　　　　　 A.平方 B.平方根
6.差压式流量计测得的差压是（ ）。 （A.静压差P B.动压差 C.总压差）
7.孔板与管道不同心，会造成流量指示（ ）。（ A.偏低 B.偏高 C.可能偏高或偏低P）
8.孔板装反了方向，会造成流量示值（ ）。（ A.偏高 B.偏低P C.不影响）
9.差压流量计导压管路，阀门组成系统中，当正压侧管路或阀门有泄漏时，仪表指示（ ）
A.偏高 B.偏低P C.零
10.差压流量计导压管路，阀门组成系统中，当负压侧管路或阀门有泄漏时，仪表指示（ ）
A.偏高P B.偏低 C.零
11.火力发电厂测量汽、水流量的差压式流量计，当运行参数偏离设计值时，应对有关运行参数进行修正。测量过热蒸汽流量应对（ ）进行修正。 （ A.温度 B.压力 C.压力和温度P）
12.节流式差压流量计其刻度上限为400t/h，差压上限为80kPa,当流量为80t/h时，相应的差压为（ ）kPa。
A.5 B.20 C.3.2P
13.标准喷嘴仅采用（ ）取压方式。（ A.径距取压（D-D/2） B.法兰取压 C.角接取压）
14.长颈喷嘴只适用于（ ）。 （ A.径距取压（D-D/2） B.角接取压 C. 法兰取压）
15.差压变送器在进行密封性检查时，引入额定工作压力，密封15min，在最后5min
内，观察压力表压力下降值不得超过测量上限值的（ ）。（ A.1﹪ B.1.5﹪ C.2﹪ P）
16.差压变送器在进行静压影响的检定时，高低压力容室连通后通大气，并测量输出（ ），引入静压力，从大气压缓慢改变到额定工作压力，稳定3min后，测量输出下限值，其（ ）变化量应符合规程规定。
A.上限值 B.量程 C.下限值 P
17.1151电容式差压变送器采用可变电容作为敏感元件，当差压分别加到正、负压室弹性测量膜片上时，使膜片产生位移，导致低压侧的电容量（ ），高压侧的电容量（ ）。（ A.减小P B.增加P C.不变）
18.导压管应按被测流体的性质和参数使用耐压耐腐蚀材料制造，其内径不应小于（ ），
长度最好在（ ）之内。（ A.6mm B.16m）
19.变送器检定点的选择应按量程基本均布，优于0.1级和0.5级的变送器应不少于（ ）个点。
A.8 B.9P C.10
20.检定设备和被检变送器为达到热平衡，必须在检定条件下放置（ ）；准确度低于0.5级的变送器可以缩短放置时间，一般为（ ）。（ A.2hP B.4h C.1hP）
21.电动变送器除制造制造厂另有规定外，一般需通电预热（ ）。（ A.30minB.15minP C.45min ）
22.变送器的检定周期可以根据使用环境条件、频繁程度和重要性来确定。一般不超过（ ）。
　　　A.1年P B.2年 C.半年
三.问答与计算题：

1.简述火电厂中流量测量的意义？
答：在电力企业生产中，为了及时了解热力设备的生产能力，控制运行工况以及取得进行热效率计算与成本核算的数据，必须连续检测生产过程中各种流体量。例如：为了进行经验核算需测量锅炉的原煤消耗量、燃油量和汽轮机蒸汽消耗量；为了控制燃烧，必须测量燃料和空气量；为进行汽包水位调节，检测给水流量和蒸汽流量来进行平衡。检测锅炉每小时的蒸发量及给水泵在额定压力下的给水流量，就可以判断热力设备是否在最经济和安全的工况下运行。火电厂主蒸汽流量累积误差在2﹪-3﹪，将导致煤耗计算误差10g/（Kw·h）左右，对评价电厂经济性会有很大影响。热电厂向用户供热时，检测汽水流量是收费的依据。这就要求流量测量必须准确可靠。
2.什么是静压、动压、表压和总压？
答：静压—在流体中不受流速影响而侧得的压力值。
动压—流体单位体积具有的动能，其大小通常用1/2ρv2计算
（其中：v表示流体的速度，ρ表示流体的密度）。
3.写出我国国家标准规定的标准节流件及其取压方式。（不少于五种）
答：（1）标准孔板：角接取压、法兰取压、径距取压（D—D/2取压）；
（2）标准喷嘴：角接取压； （3）长径喷嘴：径距取压（D—D/2取压）；
（4）经典文丘利管：喉部取压； （5）文丘利喷咀：喉部取压。
4.详细写出差压式流量计体积流量和质量流量公式，并说明公式中各符号的名称及单位。
答：体积流量公式为 V＝αεAd，质量流量公式为 M＝αεAd
式中：α—流量系数； ε—流量的膨胀系数； Ad—节流件的开口面积，m2 ；
P—流体流过节流件时产生的差压，Pa;—流体的密度，kg/m3。
5.简述节流装置的测量原理，并写出差压与流量的关系式及式中各符号的名称和单位？
答：充满管道的流体流经管道内的节流装置，流束将在节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生了静压力差（或称差压）。流体的流量愈大，在节流件前后产生的差压也就愈大，所以可通过测量差压来衡量流体流过节流装置时流量的大小。
差压与流量之间的关系： ΔР/ΔРm＝（Q/Qm）2
式中：ΔР—任意差压值， Pa; Q—对应ΔР的流量值， t/h或kg/s;
ΔРm—差压流量计的最大差压值 Pa; Qm—流量表的刻度上限流量值，t/h或kg/s。
1151差压变送器输出电流与差压之间的关系：（I-4/Imax-4）＝ΔР/ΔРm
式中：I—输出电流的任意值，mA; ΔР—对应I的差压值，Pa;
Imax—1151差压变送器输出电流的上限值，mA； ΔРm—1151差压变送器的最压值。
6.有一台差压流量表其刻度上限为320t/h，差压上限为80kPa,问：
（1）当仪表流量测量值在80 t/h时，相应的差压是多少？（2）若差压为40kPa时，
相应的流量是多少？
解：根据ΔР/ΔРm＝（Q/Qm）2 ΔР＝＝5(kPa)
根据Q＝ Q＝＝226(t/h)
7. 1151系列电容式差压变送器输出电流与差压量呈线性关系，请写出它们之间的关系式及式中各符号的名称和单位？
答：1151差压变送器输出电流与差压量的关系：（I-4/Imax-4）＝ΔР/ΔРm
式中：I—输出电流的任意值，mA;ΔР—对应I的差压值，Pa;
Imax—1151差压变送器输出电流的上限值mA； ΔРm—1151差压变送器的最大差压值。
8.1151系列变送器的输出为（4-20）mA,精度等级为0.25级，则允许误差为多少？
解： 允许误差Δ＝±（20-4）×0.25﹪＝±0.04mA。
9.请画出四线制和二线制电动差压变送器检定接线示意图？

　10.有一块1151差压变送器，量程为16kPa,精度等级为0.25级，示值检定数据、计算结果见下表，判断该变送器示值检定是否合格？若合格请出具检定结果。
检定点
（kPa）
理论值
（mA）
实际输出值（mA）
基本误差
（mA）
回程误差
（mA）
平均值
（mA）
上行程
下行程
上行程
下行程
0
4
4.005
4.000
0.005
0.000
0.005
4.002
4
8
7.995
8.000
-0.005
0.000
0.005
7.998
8
12
11.985
11.990
-0.015
-0.010
0.005
11.988
12
16
16.000
16.005
0.000
0.005
0.005
16.002
16
20
20.005
20.015
0.005
0.015
0.010
20.010

解：变送器允许误差Δ＝±16×0.25﹪＝±0.04mA；基本误差最大值为±0.015 mA，小于允许值±0.04mA；回程误差最大值为0.010 mA，小于允许值0.04mA。故符合0.25级。
出具检定结果时，应以上下行程的平均值修约后作为检定结果的示值（实际值），以压力值（流量值）的标称值作为检定结果的理论值。
　11.有一块0.5级差压变送器，量程上限为30kPa.变送器示值检定数据如下表，请计算出各检定点相应的标准差压值、标准电流值、基本误差、回程误差和示值（平均值经修约后），并判断该变送器是否合格？
变送器表头指示（﹪）
标准差压值
（kPa）
标准 电流值
（mA）
测量值（mA）
基本误差（mA）
回程 误差
（mA）
示值
（mA）
上行程
下行程
上行程
下行程
0

4.005
3.997

25

8.010
7.990

50

12.010
12.008

75

16.006
15.994

100

20.000
20.000

解：该变送器的允许误差Δ＝±16×0.5﹪＝±0.08mA；基本误差最大值为±0.010 mA，小于允许值±0.08mA；回程误差最大值为0.020 mA，小于允许值0.08mA。故符合0.5级，合格。

变送器表头指示（﹪）
标准差压值
（kPa）
标准 电流值
（mA）
测量值（mA）
基本误差（mA）
回程 误差
（mA）
示值
（mA）
上行程
下行程
上行程
下行程
0
0
4
4.005
3.997
0.005
-0.003
0.008
4.001
25
7.5
8.
8.010
7.990
0.010
-0.010
0.020
8.000
50
15.0
12
12.010
12.008
0.010
0.008
0.002
12.009
75
22.5
16
16.006
15.994
0.006
-0.006
0.012
16.000
100
30.0
20
20.000
20.000
0.000
0.000
0.000
20.000

12.1151差压变送器量程为（0-80）kPa,显示仪表测量范围为（0-320）t/h，求变送器输出电流为6mA时，对应的差压值是多少？相应的流量是多少？
解：
根据 ＝ 得 ＝＝10（kPa）
根据＝()2 得 ＝＝113.12 （t/h）
故：对应的差压值是10kPa、相应的流量是113.12 t/h。
13.与节流装置配套的1151型差压式变送器量程为（0-40）kPa，显示仪表测量范围为（0-50）t/h，计算下述几种情况下的值：
（1）检修时误调变送器的量程为（0-25）kPa，安装后其输出电流稳定在6.4mA，问此时实际流量是多少？
（2）误调的变送器重新恢复原量程40 kPa，问此时变送器的输出电流是多少？
（3）在（2）变送器输出电流的条件下，其输入差压是多少？
（4）若将显示仪表测量范围改为（0-40）t/h，变送器的量程应如何调整？
解：
（1） 满量程为（0-25）kPa，对应的输出电流为（4-20）mA，根据差压与电流的关系式：
＝ 得＝＝3.75 （kPa）
对应于（0-40）kPa的量程，实际流量可根据流量与差压的关系式计算出来：
＝()2 Q＝ Q＝50＝15.31（t/h）
（2） 变送器的量程重新调回到（0-40）kPa，此时的输出电流即是对应15.31 t/h流量下相应的电流值： I= 4＋16（15.31/50）2＝5.5(mA)＝
(3) 对应此电流下的差压值为：
＝＝＝3.75（kPa）
(4) 将显示仪表的量程改为（0-40）t/h，变送器的流量特性未改，只需将变送器量程压缩即可满足要求：
＝＝40（40/50）2＝25.6（kPa）
即将变送器量程调整为（0-25.6）kPa。