孔板流量計的結構原理及安裝條件

孔板流量計的結構原理

在管路上裝有一塊孔板，孔板兩側接測壓管，分別與U型壓差計相連接?？装辶髁坑嬍抢昧黧w通過(guò)銳孔的節流作用，使流速增大，壓強減小，造成孔板前后壓強差，作為測量的依據。若管路直徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板后所形成縮脈的直徑為d2，流體密度為ρ。在界面I，Ⅱ處即孔板前測壓導管處和縮脈處的速度，壓強分別為u1，u2與p1，p2，根據柏努利方程式，不考慮能量損失可得：

(u22－u12)/2=(p1－p2)/ρ=gh

或(u22－u12)1/2=(2gh)1/2

由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，截面積S2又難以知道，而孔口的面積卻是知道的，測壓口的位置在設備制成后也不改變，因此，用孔板孔徑處的u0來(lái)代替u2，又考慮到流體因局部阻力而造成的能量損失，并用校正系數C來(lái)校正。則有：

(u02－u12)1/2=C(2gh)1/2

對于不可壓縮流體，根據連續性方程式又有：

u1=u0S0/S1

則經(jīng)過(guò)整理后可得：u0=C*(2gh)1/2/[1－(S0/S1)2]1/2

令C0=C/[1－(S0/S1)2]1/2則又可以簡(jiǎn)化為：u0= C0(2gh)1/2

根據u0和S2即可算出流體的體積流量：

Vs= u0* S0= C0 *S0*(2gh)1/2 [m3 / s]

或 Vs=C0*S0*[2gR(ρr－ρ)/ρ]1/2 [m3 / s]

式中：R—U型壓差計的讀數，[m]；

ρr—壓差計中指示液的密度，[kg / m3]；

C0—孔流系數，它由孔板銳孔的形狀，測壓口的位置，孔徑與管徑比和雷諾準數共同決定，具體數值由實(shí)驗確定。當d1/d2一定，Re準數超過(guò)某個(gè)數值后，C0就接近于定值。一般在工業(yè)上定型孔板流量計都規定在C0為常數的流動(dòng)條件下使用。

一體化孔板流量,可廣泛應用于石油化工天燃氣冶金電力制藥等行業(yè)中,各種液體氣體天燃氣及蒸汽的體積流量或質(zhì)量流量的連續測量.

當充滿(mǎn)管道的流體流經(jīng)孔板時(shí),將產(chǎn)生局部收縮,流束集中,流速增加,靜壓力降低,于是在孔板前后產(chǎn)生一個(gè)靜壓力差,該壓力差與流量存在著(zhù)一定的函數關(guān)系,流量越大,壓力差就越大.

差壓信號傳送給差壓變送器,轉換成4-20ma.DC模擬信號輸出,遠轉給流量積算儀,實(shí)現流體流量的計量.

質(zhì)量型流量計,利用智能型差壓變送器,對工況溫/壓進(jìn)行自動(dòng)補償后,實(shí)現對流體質(zhì)量流量的測量.

孔板流量計安裝條件。

安裝管道條件：

（1） 節流件前后的直管段必須是直的，不得有肉眼可見(jiàn)的彎曲。

（2） 安裝節流件用得直管段應該是光滑的，如不光滑，流量系數應乘以粗糙度修正稀疏。

（3） 為保證流體的流動(dòng)在節流件前1D出形成充分發(fā)展的紊流速度分布，而且使這種分布成均勻的軸對稱(chēng)形，所以

1） 直管段必須是圓的，而且對節流件前2D范圍，其圓度要求其甚為嚴格，并且有一定的圓度指標。具體衡量方法：

（A） 節流件前OD，D/2，D，2D4個(gè)垂直管截面上，以大至相等的角距離至少分別測量4個(gè)管道內徑單測值，取平均值D。任意內徑單測量值與平均值之差不得超過(guò)±0。3%

（B） 在節流件后，在OD和2D位置用上述方法測得8個(gè)內徑單測值，任意單測值與D比較，其大偏差不得超過(guò)±2%

2） 節流件前后要求一段足夠長(cháng)的直管段，這段足夠長(cháng)的直管段和節流件前的局部阻力件形式有關(guān)和直徑比β有關(guān)，見(jiàn)表1（β=d/D, d為孔板開(kāi)孔直徑，D為管道內徑）。

（4） 節流件上游側阻力件和第二阻力件之間的直管段長(cháng)度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不論實(shí)際β值是多少）取表一所列數值的1/2

（5） 節流件上游側為敞開(kāi)空間或直徑≥2D大容器時(shí)，則敞開(kāi)空間或大容器與節流件之間的直管長(cháng)不得小于30D（15D）。若節流件和敞開(kāi)空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時(shí)，則除在節流件與局部阻力件之間設有附合表1上規定的小直管段長(cháng)1外，從敞開(kāi)空間到節流件之間的直管段總長(cháng)也不得小于30D（15D）。

節流件上下游側的小直管段長(cháng)度表1

節流件上游側局部陰力件形式和小直管段長(cháng)度L 。

選擇孔板流量計所需要的參數

1、管道的口徑（管徑*壁厚）2、孔板流量計測量的介質(zhì)3、被測介質(zhì)的工作溫度4、被測介質(zhì)的工作壓力（大壓力、小壓力、正常壓力）5、被測介質(zhì)的工作流量（大流量、小流量、正常流量）6、被測介質(zhì)的粘度