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節(jié)流式流量計

[ 2014-9-10 ] [轉(zhuǎn)載請注明來源：就是要儀器網(wǎng) mrboha.com]

節(jié)流式流量計

簡介

節(jié)流式流量計是一種典型的差壓式流量計．是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸氣流量的最常用的一種流量儀表．據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，在煉鋼廠、煉油廠等工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的流量計有(70—80)%左右是節(jié)流式流量計．在整個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，節(jié)流式流量計也占流量儀表總數(shù)的一半以上．節(jié)流式流量計所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是因為它具有以下兩個非常突出的優(yōu)點：

①結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，工作可靠，成本低，又具有一定準(zhǔn)確度．能滿足工程測量的需要．

②有很長的使用歷史，有豐富的、可靠的實驗數(shù)據(jù)，設(shè)計加工已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化．只要按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計加工的節(jié)流式流量計，不需要進(jìn)行實際標(biāo)定，也能在已知的不確定度范圍內(nèi)進(jìn)行流量測量．

尤其是第二個優(yōu)點，使得節(jié)流式流量計在制造和使用上都非常方便．因為對一個流量計，特別是大流量測量用的流量汁，在檢定時將會遇到各種各樣的困難．

主要特點

節(jié)流式流量計通常由能將流體流量轉(zhuǎn)換成差壓信號的節(jié)流裝置及測量差壓并顯示流量的差壓計組成．安裝在流通管道中的節(jié)流裝置也稱“一次裝置”，它包括節(jié)流件、取壓裝置和前后直管段．顯示裝置也稱“二次裝置”，它包括差壓信號管路利測量中所需的儀表．

不少國家對節(jié)流裝置做了很多研究工作．AGA(美國氣體協(xié)會)和ASME(美國機械工程師協(xié)會)從本世紀(jì)初就開始進(jìn)行節(jié)流裝置的實驗，研究結(jié)果分別在1969年和1971年的報告中發(fā)表．DIN(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))中，早就對節(jié)流裝置進(jìn)行了規(guī)定，到1969年已經(jīng)過六次修訂國際標(biāo)難化組織(ISO)在匯總了各國的研究成果的基礎(chǔ)上，分別于1967年和1968年出版了ISO/R541和ISO/R781，作為節(jié)流裝置的國際標(biāo)準(zhǔn)．1980年又對前面的兩個文件進(jìn)行了修訂，出版了適合于孔板、噴嘴和文丘里管的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5167．我國也于1981年出版了流量測量節(jié)流裝置的國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2624，對角接取壓、法蘭取壓的標(biāo)準(zhǔn)孔板和角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴做了具體規(guī)定．

使用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置時，流體的性質(zhì)和狀態(tài)必須滿足下列條件：

①流體必須充滿管道和節(jié)流裝置，并連續(xù)地流經(jīng)管道．

②流體必須是牛頓流體，即在物理上和熱力學(xué)上是均勻的、單相的，或者可以認(rèn)為是單相的，包括混合氣體，溶液和分散性粒子小于o．1 m的膠體．在氣體中有不大于2%(質(zhì)量成分)均勻分散的固體微粒，或液體中有不大于5%(體積成分)均勻分散的氣泡，也可認(rèn)為是單相流體．但其密度應(yīng)取平均密度．

③流體流經(jīng)節(jié)流件時不發(fā)生相交．

④流體流量不隨時間變化或變化非常緩慢．

⑤流體在流經(jīng)節(jié)流件以前，流束是平行于管道軸線的無旋流。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置不適用于動流和臨界流的流量測量

盡管精度較差，但是它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，目前還是使用最普遍的一種流量計

工作原理

在氣體的流動管道上裝有一個節(jié)流裝置，其內(nèi)裝有一個孔板，中心開有一個圓孔，其孔徑比管道內(nèi)徑小，在孔板前燃?xì)夥€(wěn)定的向前流動，氣體流過孔板時由于孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動狀態(tài)被打亂，因而流速將發(fā)生變化，速度加快，氣體的靜壓隨之降低，于是在孔板前后產(chǎn)生壓力降落，即差壓（孔板前截面大的地方壓力大，通過孔板截面小的地方壓力小）。差壓的大小和氣體流量有確定的數(shù)值關(guān)系，即流量大時，差壓就大，流量小時，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。

節(jié)流式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。

應(yīng)用概況

節(jié)流式流量計應(yīng)用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應(yīng)用,如流體方面:單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等;工作狀態(tài)方面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方面:從幾mm到幾m;流動條件方面:亞音速、音速、脈動流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。

儀表檢定

一對節(jié)流式流量計的檢定有：

（1）幾何檢驗法

（2）系數(shù)檢定

關(guān)于幾何檢驗法見檢定規(guī)程的介紹，這里不再重復(fù)。

下面對系數(shù)檢定法涉及的相關(guān)計算式及方法進(jìn)行簡單介紹

二計算公式

v=aA √2/j(p-q)

v--體積

j--液體密度

a--流量系數(shù)，與流道尺寸取壓方式和流速公布有關(guān)

A--孔板開孔面積

p-q--壓力差

孔板計算流出系數(shù)C的公式（筆者整理）

雷諾數(shù)可按照相關(guān)公式計算，如：

雷諾數(shù) eD R 的常用計算公式

9 傳感器的各項基本誤差限應(yīng)符合表 8規(guī)定

準(zhǔn)確度等級 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 5 5 . 0

基本誤差限 �0 . 5 �1 . 0 �1 . 5 �2 . 5 �5 . 0

重復(fù)性上限 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 2 5 2 . 5

表 8 傳感器誤差要求

以上有關(guān)檢定的資料供有檢定裝置的用戶參考，如有與 JJG640-1994 檢定規(guī)程相違之處，應(yīng)

以規(guī)程為準(zhǔn)。

差壓式流量計品種較多，目前市場上經(jīng)常使用的差壓式流量計有：孔板流量計、V錐流量計、阿牛巴流量計、威力巴流量計、托巴管流量計、彎管流量計、明渠流量計等。

節(jié)流裝置的安裝

節(jié)流裝置應(yīng)安裝在有恒定橫截面積的兩段圓直管道之間。除了應(yīng)滿足節(jié)流件上下游側(cè)直管段的長度要求、圓度要求和管道內(nèi)表面粗糙度要求以外，還對節(jié)流件及取壓裝置的安裝提出了種種要求:其目的是為了再現(xiàn)流出系數(shù)C和可膨脹性系數(shù)e的實驗條件，確保流量測量的準(zhǔn)確性。

節(jié)流件的安裝

節(jié)流件如孔板、噴嘴和文丘里管等安裝在管道中，應(yīng)保證與管道軸線的垂直度和同軸度，這對流量測量的準(zhǔn)確性很重要。

在垂直度方面應(yīng)保證節(jié)流件前端面與管道軸線垂直，垂直度偏差不應(yīng)超過士1度。由于節(jié)流件安裝在前后取壓裝置之間，如取壓環(huán)或夾緊環(huán)，取壓裝置又裝在節(jié)流件前后最小直管段端頭的法蘭之間，因此，環(huán)室的兩端面、法蘭的端面，在加工時必須保證與開孔軸線垂直才能滿足節(jié)流件安裝后垂直于管道軸線的要求。由于上述要求不容易檢查，一般由加工工藝來保證，所以尤其應(yīng)引起使用者注意。

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