孔板流量計的結構原理

在管路上裝有一塊孔板，孔板兩側(cè)接測壓管，分別與U型壓差計相連接。孔板流量計是利用流體通過銳孔的節(jié)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(jù)。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(jù)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(shù)C來校正。則有：

(u02－u12)1/2=C(2gh)1/2

對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程式又有：

u1=u0S0/S1

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

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

根據(jù)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(shù)，[m]；

ρr—壓差計中指示液的密度，[kg / m3]；

C0—孔流系數(shù)，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(shù)共同決定，具體數(shù)值由實驗確定。當d1/d2一定，Re準數(shù)超過某個數(shù)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(guī)定在C0為常數(shù)的流動條件下使用。

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(xù)測量.

當充滿管道的流體流經(jīng)孔板時,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)生一個靜壓力差,該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關系,流量越大,壓力差就越大.

差壓信號傳送給差壓變送器,轉(zhuǎn)換成4-20ma.DC模擬信號輸出,遠轉(zhuǎn)給流量積算儀,實現(xiàn)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/壓進行自動補償后,實現(xiàn)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(jié)流件前后的直管段必須是直的，不得有肉眼可見的彎曲。

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

（3） 為保證流體的流動在節(jié)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形，所以

1） 直管段必須是圓的，而且對節(jié)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(jié)流件前OD，D/2，D，2D4個垂直管截面上，以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內(nèi)徑單測值，取平均值D。任意內(nèi)徑單測量值與平均值之差不得超過±0。3%

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

2） 節(jié)流件前后要求一段足夠長的直管段，這段足夠長的直管段和節(jié)流件前的局部阻力件形式有關和直徑比β有關，見表1（β=d/D, d為孔板開孔直徑，D為管道內(nèi)徑）。

（4） 節(jié)流件上游側(cè)阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不論實際β值是多少）取表一所列數(shù)值的1/2

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

節(jié)流件上下游側(cè)的小直管段長度表1

節(jié)流件上游側(cè)局部陰力件形式和小直管段長度L 。

選擇孔板流量計所需要的參數(shù)

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