孔板流量计的结构原理及安装条件

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,可广泛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.

孔板流量计安装条件。

安装管道条件：

（1） 节流件前后的直管段必须是直的，不得有肉眼可见的弯曲。

（2） 安装节流件用得直管段应该是光滑的，如不光滑，流量系数应乘以粗糙度修正稀疏。

（3） 为保证流体的流动在节流件前1D出形成充分发展的紊流速度分布，而且使这种分布成均匀的轴对称形，所以

1） 直管段必须是圆的，而且对节流件前2D范围，其圆度要求其甚为严格，并且有一定的圆度指标。具体衡量方法：

（A） 节流件前OD，D/2，D，2D4个垂直管截面上，以大至相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值，取平均值D。任意内径单测量值与平均值之差不得超过±0。3%

（B） 在节流件后，在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值，任意单测值与D比较，其大偏差不得超过±2%

2） 节流件前后要求一段足够长的直管段，这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关，见表1（β=d/D, d为孔板开孔直径，D为管道内径）。

（4） 节流件上游侧阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不论实际β值是多少）取表一所列数值的1/2

（5） 节流件上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时，则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D（15D）。若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时，则除在节流件与局部阻力件之间设有附合表1上规定的小直管段长1外，从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D（15D）。

节流件上下游侧的小直管段长度表1

节流件上游侧局部阴力件形式和小直管段长度L 。

选择孔板流量计所需要的参数

1、管道的口径（管径*壁厚）2、孔板流量计测量的介质3、被测介质的工作温度4、被测介质的工作压力（大压力、小压力、正常压力）5、被测介质的工作流量（大流量、小流量、正常流量）6、被测介质的粘度