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差壓式流量計

2010-12-18

差壓式流量計
差壓式流量計是在流通管道上設(shè)置流動阻力件，流體通過阻力件時將產(chǎn)生壓力差，此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系，通過測量差壓值可以求得流體流量。常用的差壓式流量計是由產(chǎn)生差壓的裝置和差壓計組合而成的。流體流過差壓產(chǎn)生裝置形成靜壓差，由差壓計測得差壓值并轉(zhuǎn)換為注量信號輸出。產(chǎn)生差壓的裝置有多種形式，包括節(jié)流裝置、動壓管、均帶管和彎管等。
差壓式流量計可用于測量液體、氣體和蒸氣的流量。其中，節(jié)流式流量計是應(yīng)用歷史長和成熟差壓式流量計，至今在生產(chǎn)過程中仍占有重要地位。
節(jié)流式流量計的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，無可動部件；可靠性較高；復(fù)現(xiàn)性能好；適應(yīng)性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計；節(jié)流裝置已有標(biāo)準(zhǔn)化形式。它的主要缺點是安裝要示嚴(yán)格；流量計前后要求有較長的直管段；測量范圍窄，一般范圍度為3：1；壓力損失較大；對于較小直徑的管道測量比較困難（D＜50mm）；精確度不夠高（±1% ~ ±2% ）等。
節(jié)流式流量計的測量原理
節(jié)流就是流體在流動中因流通面積小而受到局部收縮的現(xiàn)象。造成流體在管道內(nèi)局部收縮的部件，稱為節(jié)流元件。常見的節(jié)流元件有孔板、噴嘴及文丘利管等。節(jié)流元件及其上下游連接的直管段、邊接法蘭和取壓裝置等，統(tǒng)稱為節(jié)流裝置。
節(jié)流式流量計的測量原理以能量守恒定律和流動連續(xù)性定律為基礎(chǔ)，在節(jié)流元件前后流體的靜壓和流速分布情況。圖中的節(jié)流元件為孔板。穩(wěn)定流動的流體沿水平管道流經(jīng)孔，在其前后產(chǎn)生壓力和流速的變化。流束在孔板前截面處開始收縮，位于邊緣處的流體向中心加速，流束中央的壓力開始下降。在截面處流處流束達(dá)到小收縮截面，此處流速逐漸減慢，靜壓逐漸恢復(fù)。但由于流體流經(jīng)節(jié)流元件時會有壓力損失，所以靜壓不能恢復(fù)到收縮前的大壓力值。
根據(jù)能量守恒原理，流體在流動中的位能、動能，再加上能量損失應(yīng)是不變的。由此得出不可壓縮流體的流量方程。