節(jié)流式流量計(jì)

     節(jié)流式流量計(jì)通常由能將流體流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào)的節(jié)流裝置及測(cè)量差壓并顯示流量的差壓計(jì)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(hào)管路利測(cè)量中所需的儀表．

簡(jiǎn)介

   節(jié)流式流量計(jì)是一種典型的差壓式流量計(jì)．是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)測(cè)量氣體、液體和蒸氣流量的最常用的一種流量?jī)x表．據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，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(jì)有(70—80)%左右是節(jié)流式流量計(jì)．在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，節(jié)流式流量計(jì)也占流量?jī)x表總數(shù)的一半以上．節(jié)流式流量計(jì)所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)樗哂幸韵聝蓚€(gè)非常突出的優(yōu)點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)量的需要．

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

尤其是第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得節(jié)流式流量計(jì)在制造和使用上都非常方便．因?yàn)閷?duì)一個(gè)流量計(jì)，特別是大流量測(cè)量用的流量汁，在檢定時(shí)將會(huì)遇到各種各樣的困難．

主要特點(diǎn)

    節(jié)流式流量計(jì)通常由能將流體流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào)的節(jié)流裝置及測(cè)量差壓并顯示流量的差壓計(jì)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(hào)管路利測(cè)量中所需的儀表．

不少國(guó)家對(duì)節(jié)流裝置做了很多研究工作．AGA(美國(guó)氣體協(xié)會(huì))和ASME(美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì))從本世紀(jì)初就開(kāi)始進(jìn)行節(jié)流裝置的實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果分別在1969年和1971年的報(bào)告中發(fā)表．DIN(德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))中，早就對(duì)節(jié)流裝置進(jìn)行了規(guī)定，到1969年已經(jīng)過(guò)六次修訂國(guó)際標(biāo)難化組織(ISO)在匯總了各國(guó)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)．1980年又對(duì)前面的兩個(gè)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5167．我國(guó)也于1981年出版了流量測(cè)量節(jié)流裝置的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2624，對(duì)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(shí)，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(shí)不發(fā)生相交．

④流體流量不隨時(shí)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(wú)旋流。

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

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

工作原理

    在氣體的流動(dòng)管道上裝有一個(gè)節(jié)流裝置，其內(nèi)裝有一個(gè)孔板，中心開(kāi)有一個(gè)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(dòng)，氣體流過(guò)孔板時(shí)由于孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動(dòng)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(guò)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(shí)，差壓就大，流量小時(shí)，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。

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

應(yīng)用概況

     節(jié)流式流量計(jì)應(yīng)用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測(cè)量中各種對(duì)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(dòng)條件方面:亞音速、音速、脈動(dòng)流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計(jì)全部用量的1/4~1/3。

儀表檢定

一 對(duì)節(jié)流式流量計(jì)的檢定有：

（1）幾何檢驗(yàn)法

（2）系數(shù)檢定

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

下面對(duì)系數(shù)檢定法涉及的相關(guān)計(jì)算式及方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹

二 計(jì)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(kāi)孔面積

p-q--壓力差

孔板計(jì)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(jì)算，如：

雷諾數(shù) eD R 的常用計(jì)算公式

9 傳感器的各項(xiàng)基本誤差限應(yīng)符合表 8規(guī)定

準(zhǔn)確度等級(jí) 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(jì)品種較多，目前市場(chǎng)上經(jīng)常使用的差壓式流量計(jì)有：孔板流量計(jì)、V錐流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)、威力巴流量計(jì)、托巴管流量計(jì)、彎管流量計(jì)、明渠流量計(jì)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(zhǎng)度要求、圓度要求和管道內(nèi)表面粗糙度要求以外，還對(duì)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(shí)驗(yàn)條件，確保流量測(cè)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(duì)流量測(cè)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(guò)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(shí)必須保證與開(kāi)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(lái)保證，所以尤其應(yīng)引起使用者注意。