深入探讨孔板流量计

1、简介

　　在实际生产过程中，为了有效地操作，控制和监督，通常需要检测各种流体的流动。流量检测仪是开发生产，节约能源，提高产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，也是工业自动化仪器和设备的重要仪器之一。

在流量检测中，有两种测量体积流量和质量流量的方法。质量流量通常需要检测分析物的密度，而分析物含有导致测量不准确的某些杂质。因此，反映了这种情况下体积流量的优越性。

　　在体积流量中有一个测量装置 - 差压流量计非常受欢迎。该差压流量计结构简单，价格低廉，使用方便，已成为工业生产中应用最广泛的流量计。

2、流量计分析和改进

2.1、差压流量计

　　差压流量计基于流体节流原理。它通过使用当流体流过节流装置时产生的压力差来计算流量。流动阻力构件设置在循环管上，当流体流过阻力构件时产生压力差，并且压力差与流体有关在流动之间存在一定的数值关系，并且可以通过测量该压力差来获得流体流动。

　　有许多类型的装置产生压差，包括节流装置，动压管，等速管，弯头等。常用于节流装置：孔板流量计，喷嘴，文丘里管等。这里主要分析板式节流装置及其应用。

2.2、节流流量计

　　孔板节流流量计可用于测量液体，气体或蒸汽的流量。该流量计是最长，最成熟的差压流量计，在流量计中占有非常重要的地位。

　　用于在节流流量计中产生压差的装置称为节流装置，其主体是称为节流元件的部分抗收缩构件。通过节流元件改变流体流动横截面，以在节流元件之前和之后产生压力差。节流装置分为标准节流装置和非标准节流装置。标准节流装置研究最全，实验数据最完善，装置类型标准化，通用化，只需按照相关标准进行设计计算，严格按照加工程序进行。要求和安装要求，这种节流装置可以在没有单独校准的情况下使用。非标准节流装置，用于测量脏污和高粘度流体的流量问题是没有足够的实验数据，因此没有标准化。

　　节流流量计结构简单，无活动部件，可靠性高，重现性好，适应性广。适用于各种工况下的单相流体，适用的管径范围广。它可以配备通用差压表;节流装置已经标准化。主要缺点是严格的安装要求;流量计前后需要长直管段;测量范围窄，一般范围为3：1;压力损失很大;较小直径管的测量是困难的并且精度不够高。

2.3、阈值原理和流动方程

　　首先介绍流量计算公式中使用的参数及其含义：

Ρ-流体密度;

D，A1管直径和横截面积;

D2，A2-流的最薄部分（即B部分）的流线直径和横截面积;

d，A0-孔板的开口直径和开口的横截面积;

P1，P2-孔板固定位置的静压。

孔板流量计的孔板流程图

　　在管道中流动的流体具有一定量的能量，即静压能量和动能，并且两种能量可以相互转换。可以清楚地看到孔板前后的流体的速度和静压改变。在横截面A之前，静压为P11，流速为υ1。当流体靠近孔板时，此时管壁处的流体被阻塞到最大，使得部分动能转换成静压能量，导致静压增加。管壁的流体与管道中心的流体之间的径向压力差使得靠近管壁的流体的流动方向随管道的轴线倾斜，形成流速收缩运动。由于惯性的影响，流在孔板后面的B部分最薄。此时，流量υ2最大，静压P22最小。然后流量逐渐扩大并完全恢复到C部分，流速υ3=υ1。

　　由于节流装置的存在，由流体和克服的摩擦力形成的部分涡流消耗部分能量，因此流体的静压不能恢复到原始值P11，压力损失值为δP= P11-P3。

流动方程的推导：

　　由于最小梁截面B的位置不固定，它随流体性质和直径比β= d / D而变化，因此不可能获得最小截面压力，只有固定压力下的压差ΔP - 接收位置可以取出。 = P1-P2，并且因为不能测量d2，A2，所以使用节流元件的开口直径d和开口面积A0。代替。

节流元件的类型，压力分接的模式，节流装置的开口的直径，管的直径以及流体的流动状态都影响α。

2.4、改进措施和应用领域

　　由于差压流量计结构简单，价格低廉，使用方便，很多人喜欢使用。然而，在现场的实际应用中，通常存在较大的测量误差，这是由于选择不当，设计计算，制造和维护造成的。已经针对这些条件给出了一些改进措施以提高测量精度。

2.4.1、使用标准孔板

　　标准孔板的β= d / D约为0.2-0.75。为了便于计算，最好取0.5。但是，由于标准孔板测量精度低，压力损失高，因此仅用于清洗液。

2.4.2、节流装置的设计和计算。

（1）已知的管内直径和现场布置，以及已知的流体性质和操作参数，给出流量测量范围，需要设计标准节流装置。在这种情况下的设计是为制造商提供节流阀类型，测量范围和节流元件的开口尺寸。制造商拥有完整的手册和软件，可根据用户要求进行设计。

（2）已知的条件，例如管的内径和节流元件的开口尺寸，压力获取方法和待测流体的参数。需要基于测量的压差值计算流速。这通常是实验的工作。为了更准确地获得流量，我们需要同时准确地测量流体的温度和压力参数。

3、结论

　　差压流量计在现实生活中的优点是显着的，目前市场上使用的大多数流量检测装置是差压流量计。孔口节流流量计广泛用作代表性应用。手册数据的长期研究和使用是完整的，对我们非常有益。我们只需要根据标准确定参数的大小。根据计算的方便性和易处理性。某些值可以适当地设置为方便的值，例如0.5或1.对于实际生产，有专门的制造商可以帮助生产。但您还需要自己提供限制组件。

　　开口尺寸，工作参数等。根据该方法，用户可以简单准确地计算出自己生产中所需的测量装置;在实验工作中，数据要求更加精确和严谨，并且通常将数据保留到几个小数位，这样在计算中如果发生平方根开放现象，结果会更复杂，这将是导致制造难度增加。如果值合理，计算结果非常方便。计算处理是有帮助的。 这将使设备的开发更加合理，并且生产率将得到提高。

　　相信在未来，孔板式流量计将有更大的发展和改进，一些优秀的节流流量计将投入更广泛和更深入的市场应用。

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