節流式流量計

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節流式流量計是一種典型的差壓式流量計,是目前工業生產中用來測量氣體、液體和蒸汽流量的最常用的一種流量儀表

。據調查統計,在整個工業流量測量領域中,差壓式流量計占流量儀表總數的一半以上。其中用得最多的是由節流裝置
和差壓計組成的節流式流量計。



 
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  節流式流量計

節流式流量計
節流式流量計是一種典型的差壓式流量計,是目前工業生產中用來測量氣體、液體和蒸汽流量的最常用的一種流量儀表。據調查統計,在整個工業流量測量領域中,差壓式流量計占流量儀表總數的一半以上。其中用得最多的是由節流裝置和差壓計組成的節流式流量計。節流式流量計所以能夠得到如此廣泛的應用,主要因為它具有以下兩個非常突出的優點:
1.結構簡單,安裝方便,工作可靠,成本低,又具有一定的準確度?;旧夏軌驖M足工程測量的需要。
2.研究設計和使用歷史悠久,有豐富的可靠的實驗數據,設計加工已經標準化。按標準設計加工的節流式流量計,不需要進行實流標定,也能在已知的不確定度范圍內進行流量測量。
尤其是第二個優點,使得節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計,在標定和檢定時將會遇到各種各樣的困難。
差壓式流量計通常由能將流體流量轉換成差壓信號的節流或流量傳感器和測量差壓并顯示流量的差壓計(或差壓變送器)組成,如圖4-1所示。安裝在流通管道中的節流裝置也稱“一次裝置”,它包括節流件、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和測量中所需的儀表。
不少國家對節流裝置做了很多研究工作。AGA(美國煤氣協會)、ASME(美國機械工程師協會)和NBS(美國國家標準局)從20世紀初就開始進行節流裝置的實驗,并確認了俄亥俄州立大學的測試報告,后來將上述測試數據擬合了一個白金漢(Buckingham)公式,使節流裝置的應用推進了一大步。20世紀50年末期,ISO(國際標準化組織)結合了美國和歐洲對節流裝置的研究數據,分別于1967年、1968年相繼頒布了兩個標準。第一個標準是關于孔板和噴嘴的規定ISO/R541,第二個標準是關于文丘里管的規定ISO/R781.1980年有對前面的兩個標準文件進行了修訂,采納了斯托茲(Stolz)公式,出版了適合于孔板、噴嘴和文丘里管的國際標準ISO5167。后來十多年的大量試驗研究和總結,又經過幾次修訂,做了許多實質性的較大的修改,出版了最新的國際標準ISO5167-1~ISO5167-4:2003,分別對基本原理與技術要求、孔板、噴嘴與文丘里噴嘴和文丘里管如膨脹系數、直管段長度、孔板上游管道連接處最大允許的臺階值、文丘里管上游直管段長度作出了具體新規定。對孔板的流出系數計算公式也作了修改。我國也于1976年開始對節流裝置進行系統的實驗研究,并于1981年出版了流量測量節流裝置的國家標準GB2624-81和計量檢定規程JJG267-1982,對角接取壓、法蘭取壓的標準孔板和角接取壓標準噴嘴作了具體規定;1982年又對D-D/2取壓孔板和長徑噴嘴做了實驗研究,并制定了計量檢定規程JJG311-1983;1986年后,對均速管、1/4圓孔板、錐形入口孔板作了研究,制定了檢定規程JJG621-1989;1989年開始,對國家標準GB2624-1981進行了修訂,于1993年出版了新國家標準GB/T2624-1993《流量測量節流裝置,用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》,對角接取壓、法蘭取壓和D-D/2取壓的孔板、噴嘴和文丘里管作了具體規定,并將前面的各檢定規程合并為一個統一的計量檢定規程-差壓式流量計檢定規程JJG640-1994。
使用標準節流裝置時,流體的性質和狀態必須滿足下列條件:
1.滿管流。流體必須充滿管道和節流裝置,并連續地流經管道。
2.單相流。流體必須是牛頓流體,即在物理上和熱力學上是均勻的、單相的,或者刻意認為是單相的,包括混合氣體、溶液和分散性粒子小于0.1微米的膠體。在氣體有不大于2%(質量成分)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,也可認為是單相流體量。但其密度取平均密度。
3.定常流。流體流量不隨時間變化或變化非常緩慢。
4.無相變流。流體流經節流件是不發生相變。
5.無旋流。流體在流經節流件前,流束是平行于管道軸線的無旋流。
標準節流裝置不適用于脈動流和臨界流的流量測量。



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