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孔板流量计的结构原理
发布时间:  2018/9/5 9:57:05

孔板流量计的结构原理

在管路上装有一块孔板,孔板两侧接测压管,分别与U型压差计相连接。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用,使流速增大,压强减小,造成孔板前后压强差,作为测量的依据。若管路直径为d1,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2,流体密度为ρ。在界面I,Ⅱ处即孔板前测压导管处和缩脉处的速度,压强分别为u1,u2与p1,p2,根据柏努利方程式,不考虑能量损失可得:

(u22-u12)/2=(p1-p2)/ρ=gh

或(u22-u12)1/2=(2gh)1/2

由于缩脉的位置随流速的变化而变化,截面积S2又难以知道,而孔口的面积却是知道的,测压口的位置在设备制成后也不改变,因此,用孔板孔径处的u0来代替u2,又考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失,并用校正系数C来校正。则有:

(u02-u12)1/2=C(2gh)1/2

对于不可压缩流体,根据连续性方程式又有:

u1=u0S0/S1

则经过整理后可得:u0=C*(2gh)1/2/[1-(S0/S1)2]1/2

令C0=C/[1-(S0/S1)2]1/2则又可以简化为:u0= C0(2gh)1/2

根据u0和S2即可算出流体的体积流量:

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型压差计的读数,[m];

ρr—压差计中指示液的密度,[kg / m3];

C0—孔流系数,它由孔板锐孔的形状,测压口的位置,孔径与管径比和雷诺准数共同决定,具体数值由实验确定。当d1/d2一定,Re准数超过某个数值后,C0就接近于定值。一般在工业上定型孔板流量计都规定在C0为常数的流动条件下使用。

一体化孔板流量计,可应用于石油化工天燃气冶金电力制药等行业中,各种液体气体天燃气及蒸汽的体积流量或质量流量的连续测量.

当充满管道的流体流经孔板时,将产生局部收缩,流束集中,流速增加,静压力降低,于是在孔板前后产生一个静压力差,该压力差与流量存在着一定的函数关系,流量越大,压力差就越大.差压信号传送给差压变送器,转换成4-20ma.DC模拟信号输出,远转给流量积算仪,实现流体流量的计量.质量型流量计,利用智能型差压变送器,对工况温/压进行自动补偿后,实现对流体质量流量的测量.

 
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