差压式流量计简介

2017/8/30 13:15:19 人评论 次浏览 分类:流量测量  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/277.html

差压式流量计是根据安装于管道中检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计由标准节流装置、差压变送器和流量积算仪组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如:孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

差压式流量计可用于测量大多数液体、气体和蒸汽的流速。差压式流量计测量的精确度取决于差压变送器的精确度。

差压式流量计优点
1、应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与差压式流量计相比拟。
2、孔板是应用最多的差压式流量计,它结构牢固、性能稳定可靠、使用寿命长。
3、检测件、差压变送器、流量积算仪可分别由不同厂家生产,便于规模经济生产

差压式流量计缺点
1、差压式流量计测量精度普遍偏低。
2、范围度窄,一般仅3:1-4:1
3、差压式流量计现场安装条件要求高。
4、孔板、喷嘴等压损较大。

差压式流量计工作原理
流体在流经节流件时由于流体被压缩流体将被加速,由于流体的速度增加导致流体的动能也会相应的增加,按照能量守恒的定律我们知道被加速处流体的静压力会减低相应的数值。

图1   差压流量计工作原理图

如图1所示:管道在横截面1处的横截面积是A1,流体在流经横截面A1时的平均流速是V1,其密度是ρ1;当流体流过横截面2时,流体的平均流速变为是V2,密度是ρ2,横截面积是A2;根据流体流动连续性原理有如下关系式:V1×A1×ρ1=V2×A2×ρ2,如果流体是液体,在压缩前后流体的密度一般认为是恒定的,即ρ1=ρ2=ρ,因此液体的体积流量:qv=V1×A1=V2×A2 --------公式①
根据别努利方程(即能量守恒定律),在水平管道上Z1=Z2,则有如下关系式:  ----------------公式②
应用别努利方程和流动连续性原理,在两个横截面上则有如下关系式:   ------------------公式③
由公式①,得:V1=A2/A1×V2;将公式①和公式②带入公式③可得:   ----------------------公式④
在上式中:A1=(πD2)/4,A2=(πd2)/4,根据直径比根据直径比β的定义:β=d/D,由公式①可得:V2=qv/A2
所以:    由此可以得出理论的流量公式:--------------------------公式⑤
又由流出系数C的定义是:C=实际流量/理论流量,
最后可得出差压式流量计计算公式:  --------------------------公式⑥;
公式⑥中ε被测介质的可膨胀性系数,一般来说对于液体ε=1;对气体、蒸汽等可以压缩流体ε<1;qv为流体的体积流量,单位:m3/s);ρ1为工作状况下,节流件(前)上游处流体的密度,单位:kg/m3;d为工作状况下节流件的等效开孔直径,单位:m;△P为差压,△P=P1-P2,单位:Pa。

差压式流量计选型
差压式流量计的选型应考虑以下几个方面:
1、精确度、重复性、线性度、流量范围和范围度
差压式流量计的标准件有严格的使用范围,包括管径直径比,雷诺系数,管壁厚度等参数,因此在实际的选择和应用中应该合理的选择这一系列参数。此外差压式流量计的精度在很大程度上取决于现场的使用条件,在一般情况下取决于流体的条件。

2、流体的特性
流体的特性指的是流体的密度、动力黏度、压力、温度、腐蚀性、磨蚀、结垢、脏污等流体的介质条件。因此在选择是应根据现场流体介质的物理特性合理的选择的差压式流量计,在不明白现场流体的物理特性的情况下应该主动使用仪器测量这些物理参数。

3、经济因素方面
应考率差压式流量计的采购费用,安装费用以及安装后,后期的维护费用,校验费用。较大口径的差压式流量计后期的运行费用是一笔比较大的开销,因此在选型时应该选择合适的口径的差压式流量计。

4、压力损失
压力损失大是差压式流量计的主要缺点之一。各类节流装置中孔板和喷嘴是压损较大的节流件,在同样的流量及β值时喷嘴的压损只为孔板压损的30%-50%,也就是说喷嘴是较低压损的。各种流量管(文丘里管、道尔管、罗洛斯管、通用文丘里管等)则是低压损的节流装置,它们压损仅为孔板的20%,甚至低达5%-10%。这些节流装置的开发应用是今后一个努力方向。

差压式流量计是使用数量比较多的流量计种类之一,昌晖仪表制造有限公司浅析了差压式流量计的工作原理和选型,为今后差压式流量计的选择和使用提供了一定的理论借鉴基础。

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