正版新书]流量测量手册(工业设计工作原理性能和应用)(精)(英)罗

章引言

1.1最初的考虑

1.2我们需要装一台流量计吗？

1.3有多准确？

1.4标准不确定度估计的简要回顾

1.5关于蒙特卡罗方法

1.6敏感系数

1.7什么是流量计？

1.8本章小结(不想涉及数学的读者可参阅)

1.9数学推导

附录1.A流量测量的统计方法

1.A.1引言

1.A.2正态分布

1.A.3t分布

1.A.4置信水平的实际应用

1.A.5误差类型

1.A.6不确定度的合成

1.A.7不确定度范围线、传递标准与尤登分析

第2章流体力学基础

2.1引言

2.2基本特性参数值

2.3圆形横截面管道内的流动

2.4流动的整流器和调整器

2.5基本方程

2.6不稳定流动和脉动流

2.7可压缩流动

2.8多相流

2.9空化、湿度、液滴和颗粒

2.10气体滞留

2.11蒸汽

2.12本章小结

附录2.A关于流动行为、流动调节和流动建模的其他方面

2.A.1其他流速分布公式

2.A.2非牛顿流体

2.A.3流动调整

2.A.4其他的安装考虑

2.A.5计算流体力学

第3章流量计的特性、选择和审查

3.1引言

3.2应用的描述

3.3特性描述表格的说明

3.4流量计选择的总结表

3.5流量计审查问卷大纲

3.6最后的建议

附录3.A仪表特性和审查问卷

3.A.1仪表特性问卷

3.A.2审查补充问卷

第4章标定

4.1引言

4.1.1标定所需考虑

4.1.2典型的实验室标定装置

4.1.3从制造商角度看标定

4.2标定方法

4.3液体流量标定装置

4.3.1启停法

4.3.2流动启停法

4.3.3大型体积管

4.3.4紧凑型体积管

4.4气体标定装置

4.4.1体积测量

4.4.2质量测量

4.4.3排气/液法

4.4.4pvT方法

4.4.5临界流喷嘴法

4.4.6肥皂膜细管标定法

4.5标准传递和标准表

4.6现场标定

4.7标定不确定度

4.8标定装置的可追溯性和准确度

4.9本章小结

附录4.A流量测量和标定装置

4.A.1引言

4.A.2流量计量学的发展

4.A.3多相流标定装置

4.A.4气体标定装置

4.A.5气体性质

4.A.6水流量标定装置案例：可应用于仪表制造工厂和研究型实验室

4.A.7大型流量标定装置的近期案例

第5章孔板流量计

5.1引言

5.2基本方程

5.3设计细节

5.4安装限制

5.5其他孔板流量计

5.6高压强下的孔板变形

5.7脉动流影响

5.8多于一种流体组分的影响

5.9正常运行下的准确度

5.10工业制造设计

5.11压强连接口

5.12压强测量

5.13温度和密度测量

5.14流量计算机

5.15用试验和计算研究流体通过孔板的细节

5.16应用和优缺点

5.17本章小结

附录5.A孔板流出系数方程

5.A.1ISO 5167(1981)中的Stolz孔板流出系数方程

5.A.2Gallagher(1990)孔板流出系数方程

5.A.3ISO 5167-2(2003)中的孔板流出系数方程

附录5.B孔板流量计近期文献综述

5.B.1孔板安装

5.B.2脉动流

5.B.3污染

5.B.4排水孔

5.B.5孔板流量计整流器

5.B.6小孔径孔板厚度

5.B.7变种孔板

5.B.8脉冲管线

5.B.9隔热套管

5.B.10气体条件

5.B.11排放测试不确定度

5.B.12CFD在孔板中的应用

第6章文丘里管与标准喷嘴

6.1引言

6.2基本方程

6.3设计细节

6.4市场售仪器

6.5安装的影响

6.6应用以及优缺点

6.7本章小结

附录6.A研究近况

6.A.1设计和安装

6.A.2核反应堆流量计

6.A.3特殊条件

第7章临界流文丘里喷嘴

7.1引言

7.2设计细节与实际安装

7.3实用公式

7.4流出系数C

7.5临界流函数C*

7.6设计中的考虑

7.7测量不确定度

7.8关于标定过程的说明

7.9工业和其他领域的应用经验

7.10优缺点和应用

7.11本章小结

附录7.A关于临界文丘里喷嘴的近期文献

第8章其他动量传感型流量计

8.1引言

8.2变面积流量计

8.2.1工作原理和背景

8.2.2设计上的不同

8.2.3远距离读数方法

8.2.4结构特点

8.2.5标定和误差源

8.2.6安装

8.2.7不稳定流和脉动流

8.2.8工业类型、量程和性能

8.2.9制造的变差

8.2.10变面积流量计的数值计算

8.2.11应用

8.3带有弹簧预压的变面积流量计

8.4靶式(阻力板)流量计

8.5集成式孔板流量计

8.6道尔管以及类似文丘里管和喷嘴的流量计

8.7堰式仪表

8.8V锥仪表(锥形仪表)

8.9利用旁通管的差压式流量计

8.10开缝式孔板

8.11管道特性：入口和管道长度

8.12管道特性：弯管用于流量测量

8.13均速管

8.14层流或黏性流量计

8.15本章小结

附录8.A历史、公式和变面积流量计的优选允许误差限

8.A.1一些历史

8.A.2公式

8.A.3优选允许误差限

第9章容积式流量计

9.1引言

9.1.1背景

9.1.2行为的定性描述

9.2液体流量计的主要设计

9.2.1章动盘流量计

9.2.2振荡循环活塞(旋转活塞)流量计

9.2.3多转子流量计

9.2.4椭圆齿轮流量计

9.2.5滑行叶片流量计

9.2.6螺旋转子流量计

9.2.7往复活塞流量计

9.2.8精密齿轮流量计

9.3标定、环境补偿等影响液体流量计准确度的因素

9.3.1标定系统

9.3.2间隙

9.3.3叶片和壁面间的空隙引起的泄漏

9.3.4漏流实验

9.3.5温度和压力变化的效应

9.3.6溶液中的气体效应

9.4准确度和标定

9.5气体流量计的主要设计

9.5.1湿气体流量计

9.5.2隔膜流量计

9.5.3旋转容积式气体流量计

9.6用于多相流的容积式流量计

9.7使用液塞测量低速流

9.8应用和优缺点

9.9本章小结

附录9.A基本分析和近期研究

9.A.1滑动叶片流量计理论

9.A.2近期理论和试验研究进展

0章涡轮流量计

10.1引言

10.1.1背景

10.1.2定性原理

10.1.3基础理论

10.2精密液体流量计

10.2.1主要部件设计

10.2.2双转子流量计

10.2.3轴承设计材料

10.2.4过滤器

10.2.5材料

10.2.6尺寸范围

10.2.7其他机械设计

10.2.8空化

10.2.9传感器设计和性能

10.2.10特征曲线

10.2.11准确度

10.2.12安装

10.2.13维护

10.2.14黏度、温度和压强

10.2.15不稳定流体

10.2.16多相流

10.2.17信号处理

10.2.18应用

10.2.19优缺点

10.3精密气体流量计

10.3.1主要部件设计

10.3.2轴承设计

10.3.3材料

10.3.4尺寸与量程

10.3.5准确度

10.3.6安装

10.3.7检测和监测

10.3.8不稳定流体

10.3.9应用

10.3.10优缺点

10.4水表

10.4.1主要部件设计

10.4.2轴承设计

10.4.3材料

10.4.4尺寸范围

10.4.5检测

10.4.6特征和准确度

10.4.7安装

10.4.8特殊设计

10.5其他螺旋桨和涡轮流量计

10.5.1“量子动力学”流量计

10.5.2Pelton轮流量计

10.5.3无轴承流量计

10.5.4叶片式流量计

10.6本章小结

附录10.A涡轮流量计的理论和试验研究

10.A.1涡轮流量计扭矩方程推导

10.A.2气体涡轮流量计的瞬态分析

10.A.3近期发展

1章涡街、旋涡和射流流量计

11.1引言

11.2涡街

11.3涡街流量计的发展

11.3.1试验效果

11.3.2钝体形状

11.3.3钝体形状的标准化

11.3.4检测方法

11.3.5交叉相关和解调方法

11.3.6有关设计和制造的其他方面

11.3.7准确度

11.3.8安装效应

11.3.9脉动和管道振动的影响

11.3.10两相流

11.3.11工业设计中的尺寸、性能范围和材料

11.3.12钝体周围流态的计算

11.3.13应用和优缺点

11.3.14未来发展

11.4旋涡流量计：工业设计

11.4.1设计运行

11.4.2准确度和量程

11.4.3安装效应

11.4.4应用和优缺点

11.5射流流量计

11.5.1设计

11.5.2准确度

11.5.3安装效应

11.5.4应用和优缺点

11.6其他流量计

11.7本章小结

附录11.A涡街频率

11.A.1圆柱体涡街脱落

11.A.2涡街频率的量级

2章电磁流量计

12.1引言

12.2工作原理

12.3理论的局限性

12.4设计细节

12.4.1传感部分(一次部件)

12.4.2转换部分(二次部件)

12.5标定和运行

12.6工业和其他设计

12.7安装限制：环境

12.7.1周围管道

12.7.2温度和压力

12.8安装限制：上游管路引起的流动分布

12.8.1引言

12.8.2源于上流管扰动的理论比较

12.8.3源于上游管流扰动的仪表行为的实验比较

12.8.4安装要求总结

12.9安装限制：流体效应

12.9.1泥浆

12.9.2流体的变化

12.9.3非均匀电导率

12.10多相流

12.11正常运行下的准确度

12.12工业方面的新发展

12.13应用、优点和缺点

12.13.1应用

12.13.2优点

12.13.3缺点

12.14本章小结

附录12.A理论的简要回顾，其他应用和近期研究

12.A.1引言

12.A.2电势理论

12.A.3矢量权函数理论的研究进展

12.A.4直线流权函数

12.A.5轴对称权函数

12.A.6性能预测

12.A.7理论上的进一步研究

12.A.8验证

12.A.9非导电流体方面的应用

12.A.10应用于液态金属的电磁流量计

3章核磁共振流量计

13.1引言和早期资料

13.2在石油和天然气工业应用中的进展

13.3物理基础简介

13.4流量计设计简述

13.5本章小结

4章超声流量计

14.1引言

14.2必要的背景知识

14.3时差流量计

14.3.1时差流量计——方程和声速测量

14.3.2流速分布的影响和多通道的使用

14.3.3传感器

14.3.4尺寸范围和限制

14.3.5外夹式仪表

14.3.6信号处理和传输时间

14.3.7公布的准确度

14.3.8安装效应

14.3.9时差流量计的其他经验

14.3.10液体流量计经验

14.3.11气体流量计发展

14.3.12时差流量计和相关设计的应用和优缺点

14.4多普勒流量计

14.4.1原理的简单介绍

14.4.2多普勒流量计的运行

14.4.3应用和优缺点

14.5相关流量计

14.5.1基本原理

14.5.2相关流量计的安装效应

14.5.3其他已发表的相关式流量计的工作

14.5.4应用和优缺点

14.6其他超声流量计

14.7本章小结

附录14.A数学方法和超声流量计的进一步研究

14.A.1简单通道理论

14.A.2多通道流速积分方法

14.A.3矢量权函数分析

14.A.4流量计模型进展

14.A.5多普勒理论和发展

5章声与声呐流量计

15.1引言

15.2SONARTrac®流量计

15.2.1被动式声呐流量计工作原理的初步介绍

15.2.2关于管内湍流涡和向层流转捩的说明

15.2.3流速测量

15.2.4声速和含气率测量

15.2.5当地速度测量

15.2.6输运峰

15.2.7标定

15.2.8利用声速测量流体参数

15.2.9附加传感器

15.2.10外夹系统

15.2.11在液体、气体和多组分条件下运行

15.2.12管径和量程

15.2.13信号调制

15.2.14标称准确度

15.2.15安装效应

15.2.16已公开的信息

15.2.17应用

15.3ActiveSONARTM流量计

15.3.1单相流与多相流

15.3.2仪表特性的简单归纳

15.4其他采用噪声发射的相关方法

6章采用多传感器的单相流质量流量测量

16.1引言

16.2多个差压仪表

16.2.1水力惠斯通桥方法

16.2.2工作原理

16.2.3工业实践

16.2.4应用

16.3多传感器方法

16.4本章小结

7章多相流流量计

17.1引言

17.2多相和多组分流

17.3两相/两组分流量测量

17.3.1液-液流动和含水量的测量

17.3.2流动中带有固体

17.3.3湿气体测量

17.4多相流流量计

17.4.1分类

17.4.2针对油田的多相流测量

17.4.320世纪90年代后期以来的发展和文献

17.5准确度

17.6本章小结

8章热式流量计

18.1引言

18.2毛细管热式流量计：气体

18.2.1运行状况

18.2.2工业设计中的量程和材料

18.2.3准确度

18.2.4响应时间

18.2.5安装

18.2.6应用

18.3非常低流量的标定

18.4热式质量流量计：液体

18.4.1原理

18.4.2工业设计中的典型量程和材料

18.4.3安装

18.4.4应用

18.5插入型和管内型热式质量流量计

18.5.1插入型热式流量计

18.5.2管内型热式质量流量计

18.5.3量程与准确度

18.5.4材料

18.5.5安装

18.5.6应用

18.6本章小结

附录18.A热式质量流量计数学基础

18.A.1热传导的量纲分析

18.A.2ITMF基础理论

18.A.3通用矢量方程

18.A.4Hastings流量计理论

18.A.5热式流量计的矢量权函数理论

18.A.6近期发表的其他工作

9章角动量流量计

19.1引言

19.2燃油流量变送器

19.2.1仪表工作的定性描述

19.2.2简单理论

19.2.3通过标定调整

19.2.4仪表行为和量程

19.2.5应用

19.3本章小结

第20章科氏质量流量计

20.1引言

20.1.1背景

20.1.2原理的定性描述

20.1.3实验和理论研究

20.1.4薄壳型科氏流量计

20.2工业设计

20.2.1主要部件的设计

20.2.2材料

20.2.3安装限制

20.2.4对振动的敏感性

20.2.5管径和流量范围

20.2.6密度范围和准确性

20.2.7压力损失

20.2.8响应时间

20.2.9零点漂移

20.3正常运行下的准确度

20.4公开资料中关于仪表性能的信息

20.4.1早期从工业中得到的经验

20.4.2气-液

20.4.3水中的泥沙(Dominick等，1987)

20.4.4氮气中的煤粉(Baucom，1997)

20.4.5油中水的测量

20.4.6两组分和三组分流体的流动

20.5标定

20.6应用、优缺点和成本的考虑

20.6.1应用

20.6.2优点

20.6.3缺点

20.6.4成本的考虑

20.7本章小结

附录20.A科氏流量计理论介绍

20.A.1简单理论

20.A.2Hemp的矢量权函数理论介绍

20.A.3理论的发展

20.A.4科氏流量计综述

第21章液体和气体的当地测速探头

21.1引言

21.2压差探头：皮托管探头

21.3差压式探头：皮托管-文丘里探头

21.4插入型靶式流量计

21.5插入式涡轮流量计

21.5.1工业设计的一般描述

21.5.2流动诱发振动与脉动流

21.5.3应用

21.6插入式涡街流量计

21.7插入式电磁探头

21.8插入式超声波探头

21.9热式探头

21.10本章小结

第22章标定结果的验证与现场检测

22.1引言

22.2验证

22.3非侵入式、非干扰式和外夹式流量计

22.3.1利用现成的管道结构

22.3.2其他效应：神经网络、示踪和交叉相关法

22.3.3其他现有流量计

22.4探头和示踪

22.5微波方法

22.6本章小结

第23章远程数据获取系统

23.1引言

23.2设备种类：简单和智能

23.3简单的信号类型

23.4智能信号

23.5信号类型的选择

23.6通信系统

23.7远程访问

23.8给将来的启示

第24章最后的思考

24.1是否存在与基础科研结合研发新仪器的机会？

24.2制造过程足够精确吗？

24.3制造商是否符合ISO 9001和(或)ISO 17025？

24.4流量测量的新挑战是什么？

24.5在微工程器件中我们期望研发什么？

24.6对于现有和将来的流量仪表，什么样的技术将有利于发展？

24.7结束语

参考文献

主索引

流量计索引

流量计应用索引

译后记

张小章 清华大学工程物理系教授 博导。1983年获得清华大学工程物理学士，86年获得东南大学计量测试与仪器硕士，88年获得河海大学工程流体力学博士。91-92年英国克兰菲尔德大学访问；98年美国MIT访问；2007年英国剑桥大学访问；著作：流动的电磁感应测量理论与方法（清华大学出版社，2010）；获得过国家科技进步二等奖，部委特等奖和一等奖。国内外杂志中在流量测量相关理论发表有几十篇文章。

《流量测量手册:工业设计、工作原理、特性以及应用》翻译自英国流量测量专家Roger Baker的《流量测量手册》第2版。本书版问世于2000年，得到了业界的广泛关注。本书第2版出版于2016年，在版的基础上计入了新的仪器和方法，并更新了大量文献。本书从流量测量基础讲起，扩展到方法、仪器和实际应用，对于科研和工程应用都较高的参考价值，书中还给出了大量的参考文献供读者深入学习。本书主要译者、清华大学工程物理系张小章教授从事流量测量相关研究三十余年，在国内外学术期刊中就流量测量相关原理发表数十篇论文，著有《流动的电磁感应测量理论与方法》，曾获国家科技进步二等奖、部委特等奖和一等奖。在本书的翻译过程中，由于国内外术语、仪器、方法存在差异，同时为了更准确地传达原书内容，译者张小章教授多次与原著者沟通，甚至前往英国与其当面探讨。本书所涉及方法、仪器众多，翻译过程中难免错漏，请各位读者不吝赐教。