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孔板流量计的原理及优缺点

时间:2018-05-08 16:54

  一、 什么是孔板流量计?

  充满管道的流体,当它流经管道内的节流件孔板时,流速将在孔板处形成局部收缩,因而流速增加,静压降低,于是在孔板前后便产生了差压。流量愈大,则差压愈大,这样可以根据差压来衡量流量的大小。这种测量方法是以流体连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。差压的大小不仅与流量还与节流装置形式、流体的密度、粘度等许多因素有关。

  二、孔板流量计的优点.

  标准节流件是全世界通用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量计中亦是唯一的。

  结构易于复制,简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉;

  应用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流,一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。

  检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便与专业化规模生产.

  三、孔板流量计的缺点.

  测量的重复性、精确度在流量计中属于中等水平,由于众多因素的影响错综复杂,精确度难于提高。

  范围度窄,由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3∶1 ~4∶1

  有较长的直管段长度要求,一般难于满足。尤其对较大管径,问题更加突出;

  压力损失大,详见附表;

  孔板以内孔锐角线来保证精度,因此对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感,长期使用精度难以保证,需每年拆下强检一次。

  采用法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护工作量。

  四、 孔板流量计补偿概述 :

  差压式流量计的测量原理是基于流体的机械能相互转换的原理。在水平管道中流动的流体,具有动压能和静压能(位能相等),在一定条件下,这两种形式的能量可以相互转换,但能量总和不变。以体积流量公式为例:

  Q v = CεΑ/sqr(2ΔP/(1-β^4)/ρ1)

  其中:C   流出系数;

  ε  可膨胀系数

  Α  节流件开孔截面积,M^2

  ΔP 节流装置输出的差压,Pa;

  β  直径比

  ρ1 被测流体在I-I处的密度 ,kg/m3;

  Qv  体积流量,m3/h

  按照补偿要求,需要加入温度和压力的补偿,根据计算书,计算思路是以50度下的工艺参数为基准,计算出任意温度任意压力下的流量。其实重要是密度的转换。计算公式如下:

  也即是画面要求显示的0度标准大气压下的体积流量。

  在根据密度公式:

  ρ= P*T50/(P50*T)* ρ50

  其中:ρ、P、T表示任意温度、压力下的值

  ρ50、P50、T50表示50度表压为0.04MPa下的工艺基准点

  结合这两个公式即可在程序中完成编制。