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节流式流量计

[ 2014-9-10 ] [转载请注明来源：就是要仪器网 www.94117.net]

节流式流量计

简介

节流式流量计是一种典型的差压式流量计．是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸气流量的最常用的一种流量仪表．据调查统计，在炼钢厂、炼油厂等工业生产系统中所使用的流量计有(70—80)%左右是节流式流量计．在整个工业生产领域中，节流式流量计也占流量仪表总数的一半以上．节流式流量计所以得到如此广泛的应用，主要是因为它具有以下两个非常突出的优点：

①结构简单，安装方便，工作可靠，成本低，又具有一定准确度．能满足工程测量的需要．

②有很长的使用历史，有丰富的、可靠的实验数据，设计加工已经标准化．只要按标准设计加工的节流式流量计，不需要进行实际标定，也能在已知的不确定度范围内进行流量测量．

尤其是第二个优点，使得节流式流量计在制造和使用上都非常方便．因为对一个流量计，特别是大流量测量用的流量汁，在检定时将会遇到各种各样的困难．

主要特点

节流式流量计通常由能将流体流量转换成差压信号的节流装置及测量差压并显示流量的差压计组成．安装在流通管道中的节流装置也称“一次装置”，它包括节流件、取压装置和前后直管段．显示装置也称“二次装置”，它包括差压信号管路利测量中所需的仪表．

不少国家对节流装置做了很多研究工作．AGA(美国气体协会)和ASME(美国机械工程师协会)从本世纪初就开始进行节流装置的实验，研究结果分别在1969年和1971年的报告中发表．DIN(德国工业标准)中，早就对节流装置进行了规定，到1969年已经过六次修订国际标难化组织(ISO)在汇总了各国的研究成果的基础上，分别于1967年和1968年出版了ISO/R541和ISO/R781，作为节流装置的国际标准．1980年又对前面的两个文件进行了修订，出版了适合于孔板、喷嘴和文丘里管的国际标准ISO 5167．我国也于1981年出版了流量测量节流装置的国家标准GB 2624，对角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压标准喷嘴做了具体规定．

使用标准节流装置时，流体的性质和状态必须满足下列条件：

①流体必须充满管道和节流装置，并连续地流经管道．

②流体必须是牛顿流体，即在物理上和热力学上是均匀的、单相的，或者可以认为是单相的，包括混合气体，溶液和分散性粒子小于o．1 m的胶体．在气体中有不大于2%(质量成分)均匀分散的固体微粒，或液体中有不大于5%(体积成分)均匀分散的气泡，也可认为是单相流体．但其密度应取平均密度．

③流体流经节流件时不发生相交．

④流体流量不随时间变化或变化非常缓慢．

⑤流体在流经节流件以前，流束是平行于管道轴线的无旋流。

标准节流装置不适用于动流和临界流的流量测量

尽管精度较差，但是它结构简单，制造方便，目前还是使用最普遍的一种流量计

工作原理

在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，在孔板前燃气稳定的向前流动，气体流过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根成正比。

节流式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

应用概况

节流式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4~1/3。

仪表检定

一对节流式流量计的检定有：

（1）几何检验法

（2）系数检定

关于几何检验法见检定规程的介绍，这里不再重复。

下面对系数检定法涉及的相关计算式及方法进行简单介绍

二计算公式

v=aA √2/j(p-q)

v--体积

j--液体密度

a--流量系数，与流道尺寸取压方式和流速公布有关

A--孔板开孔面积

p-q--压力差

孔板计算流出系数C的公式（笔者整理）

雷诺数可按照相关公式计算，如：

雷诺数 eD R 的常用计算公式

9 传感器的各项基本误差限应符合表 8规定

准确度等级 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 5 5 . 0

基本误差限 �0 . 5 �1 . 0 �1 . 5 �2 . 5 �5 . 0

重复性上限 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 2 5 2 . 5

表 8 传感器误差要求

以上有关检定的资料供有检定装置的用户参考，如有与 JJG640-1994 检定规程相违之处，应

以规程为准。

差压式流量计品种较多，目前市场上经常使用的差压式流量计有：孔板流量计、V锥流量计、阿牛巴流量计、威力巴流量计、托巴管流量计、弯管流量计、明渠流量计等。

节流装置的安装

节流装置应安装在有恒定横截面积的两段圆直管道之间。除了应满足节流件上下游侧直管段的长度要求、圆度要求和管道内表面粗糙度要求以外，还对节流件及取压装置的安装提出了种种要求:其目的是为了再现流出系数C和可膨胀性系数e的实验条件，确保流量测量的准确性。

节流件的安装

节流件如孔板、喷嘴和文丘里管等安装在管道中，应保证与管道轴线的垂直度和同轴度，这对流量测量的准确性很重要。

在垂直度方面应保证节流件前端面与管道轴线垂直，垂直度偏差不应超过士1度。由于节流件安装在前后取压装置之间，如取压环或夹紧环，取压装置又装在节流件前后最小直管段端头的法兰之间，因此，环室的两端面、法兰的端面，在加工时必须保证与开孔轴线垂直才能满足节流件安装后垂直于管道轴线的要求。由于上述要求不容易检查，一般由加工工艺来保证，所以尤其应引起使用者注意。

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