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节流式流量计

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节流式流量计是一种典型的差压式流量计,是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸汽流量的最常用的一种流量仪表

。据调查统计,在整个工业流量测量领域中,差压式流量计占流量仪表总数的一半以上。其中用得最多的是由节流装置
和差压计组成的节流式流量计。



 
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  节流式流量计

节流式流量计
节流式流量计是一种典型的差压式流量计,是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸汽流量的最常用的一种流量仪表。据调查统计,在整个工业流量测量领域中,差压式流量计占流量仪表总数的一半以上。其中用得最多的是由节流装置和差压计组成的节流式流量计。节流式流量计所以能够得到如此广泛的应用,主要因为它具有以下两个非常突出的优点:
1.结构简单,安装方便,工作可靠,成本低,又具有一定的准确度。基本上能够满足工程测量的需要。
2.研究设计和使用历史悠久,有丰富的可靠的实验数据,设计加工已经标准化。按标准设计加工的节流式流量计,不需要进行实流标定,也能在已知的不确定度范围内进行流量测量。
尤其是第二个优点,使得节流式流量计在制造和使用上都非常方便,因为对一个流量计,特别是大流量测量用的流量计,在标定和检定时将会遇到各种各样的困难。
差压式流量计通常由能将流体流量转换成差压信号的节流或流量传感器和测量差压并显示流量的差压计(或差压变送器)组成,如图4-1所示。安装在流通管道中的节流装置也称“一次装置”,它包括节流件、取压装置和前后直管段。显示装置也称“二次装置”,它包括差压信号管路和测量中所需的仪表。
不少国家对节流装置做了很多研究工作。AGA(美国煤气协会)、ASME(美国机械工程师协会)和NBS(美国国家标准局)从20世纪初就开始进行节流装置的实验,并确认了俄亥俄州立大学的测试报告,后来将上述测试数据拟合了一个白金汉(Buckingham)公式,使节流装置的应用推进了一大步。20世纪50年末期,ISO(国际标准化组织)结合了美国和欧洲对节流装置的研究数据,分别于1967年、1968年相继颁布了两个标准。第一个标准是关于孔板和喷嘴的规定ISO/R541,第二个标准是关于文丘里管的规定ISO/R781.1980年有对前面的两个标准文件进行了修订,采纳了斯托兹(Stolz)公式,出版了适合于孔板、喷嘴和文丘里管的国际标准ISO5167。后来十多年的大量试验研究和总结,又经过几次修订,做了许多实质性的较大的修改,出版了最新的国际标准ISO5167-1~ISO5167-4:2003,分别对基本原理与技术要求、孔板、喷嘴与文丘里喷嘴和文丘里管如膨胀系数、直管段长度、孔板上游管道连接处最大允许的台阶值、文丘里管上游直管段长度作出了具体新规定。对孔板的流出系数计算公式也作了修改。我国也于1976年开始对节流装置进行系统的实验研究,并于1981年出版了流量测量节流装置的国家标准GB2624-81和计量检定规程JJG267-1982,对角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压标准喷嘴作了具体规定;1982年又对D-D/2取压孔板和长径喷嘴做了实验研究,并制定了计量检定规程JJG311-1983;1986年后,对均速管、1/4圆孔板、锥形入口孔板作了研究,制定了检定规程JJG621-1989;1989年开始,对国家标准GB2624-1981进行了修订,于1993年出版了新国家标准GB/T2624-1993《流量测量节流装置,用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》,对角接取压、法兰取压和D-D/2取压的孔板、喷嘴和文丘里管作了具体规定,并将前面的各检定规程合并为一个统一的计量检定规程-差压式流量计检定规程JJG640-1994。
使用标准节流装置时,流体的性质和状态必须满足下列条件:
1.满管流。流体必须充满管道和节流装置,并连续地流经管道。
2.单相流。流体必须是牛顿流体,即在物理上和热力学上是均匀的、单相的,或者刻意认为是单相的,包括混合气体、溶液和分散性粒子小于0.1微米的胶体。在气体有不大于2%(质量成分)均匀分散的固体微粒,或液体中有不大于5%(体积成分)均匀分散的气泡,也可认为是单相流体量。但其密度取平均密度。
3.定常流。流体流量不随时间变化或变化非常缓慢。
4.无相变流。流体流经节流件是不发生相变。
5.无旋流。流体在流经节流件前,流束是平行于管道轴线的无旋流。
标准节流装置不适用于脉动流和临界流的流量测量。



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