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    深入探討孔板流量計

    2018-07-05 16:12:39 clcc

    孔板流量計

    1、簡介

      在實際生產過程中,為了有效地操作,控制和監督,通常需要檢測各種流體的流動。流量檢測儀是開發生產,節約能源,提高產品質量,提高經濟效益和管理水平的重要工具,也是工業自動化儀器和設備的重要儀器之一。

    在流量檢測中,有兩種測量體積流量和質量流量的方法。質量流量通常需要檢測分析物的密度,而分析物含有導致測量不準確的某些雜質。因此,反映了這種情況下體積流量的優越性。

      在體積流量中有一個測量裝置 - 差壓流量計非常受歡迎。該差壓流量計結構簡單,價格低廉,使用方便,已成為工業生產中應用最廣泛的流量計。

    2、流量計分析和改進

    2.1、差壓流量計

      差壓流量計基于流體節流原理。它通過使用當流體流過節流裝置時產生的壓力差來計算流量。流動阻力構件設置在循環管上,當流體流過阻力構件時產生壓力差,并且壓力差與流體有關在流動之間存在一定的數值關系,并且可以通過測量該壓力差來獲得流體流動。

      有許多類型的裝置產生壓差,包括節流裝置,動壓管,等速管,彎頭等。常用于節流裝置:孔板流量計,噴嘴,文丘里管等。這里主要分析板式節流裝置及其應用。

    2.2、節流流量計

      孔板節流流量計可用于測量液體,氣體或蒸汽的流量。該流量計是最長,最成熟的差壓流量計,在流量計中占有非常重要的地位。

      用于在節流流量計中產生壓差的裝置稱為節流裝置,其主體是稱為節流元件的部分抗收縮構件。通過節流元件改變流體流動橫截面,以在節流元件之前和之后產生壓力差。節流裝置分為標準節流裝置和非標準節流裝置。標準節流裝置研究最全,實驗數據最完善,裝置類型標準化,通用化,只需按照相關標準進行設計計算,嚴格按照加工程序進行。要求和安裝要求,這種節流裝置可以在沒有單獨校準的情況下使用。非標準節流裝置,用于測量臟污和高粘度流體的流量問題是沒有足夠的實驗數據,因此沒有標準化。

      節流流量計結構簡單,無活動部件,可靠性高,重現性好,適應性廣。適用于各種工況下的單相流體,適用的管徑范圍廣。它可以配備通用差壓表;節流裝置已經標準化。主要缺點是嚴格的安裝要求;流量計前后需要長直管段;測量范圍窄,一般范圍為3:1;壓力損失很大;較小直徑管的測量是困難的并且精度不夠高。

    2.3、閾值原理和流動方程

      首先介紹流量計算公式中使用的參數及其含義:

    Ρ-流體密度;

    D,A1管直徑和橫截面積;

    D2,A2-流的最薄部分(即B部分)的流線直徑和橫截面積;

    d,A0-孔板的開口直徑和開口的橫截面積;

    P1,P2-孔板固定位置的靜壓。

    孔板流量計的孔板流程圖

    孔板節流式流量計節流原理圖

      在管道中流動的流體具有一定量的能量,即靜壓能量和動能,并且兩種能量可以相互轉換??梢郧宄乜吹娇装迩昂蟮牧黧w的速度和靜壓改變。在橫截面A之前,靜壓為P11,流速為υ1。當流體靠近孔板時,此時管壁處的流體被阻塞到最大,使得部分動能轉換成靜壓能量,導致靜壓增加。管壁的流體與管道中心的流體之間的徑向壓力差使得靠近管壁的流體的流動方向隨管道的軸線傾斜,形成流速收縮運動。由于慣性的影響,流在孔板后面的B部分最薄。此時,流量υ2最大,靜壓P22最小。然后流量逐漸擴大并完全恢復到C部分,流速υ3=υ1。

      由于節流裝置的存在,由流體和克服的摩擦力形成的部分渦流消耗部分能量,因此流體的靜壓不能恢復到原始值P11,壓力損失值為δP= P11-P3。

    流動方程的推導:

     華升產品圖片 

      由于最小梁截面B的位置不固定,它隨流體性質和直徑比β= d / D而變化,因此不可能獲得最小截面壓力,只有固定壓力下的壓差ΔP - 接收位置可以取出。 = P1-P2,并且因為不能測量d2,A2,所以使用節流元件的開口直徑d和開口面積A0。代替。

     華升產品圖片 

    節流元件的類型,壓力分接的模式,節流裝置的開口的直徑,管的直徑以及流體的流動狀態都影響α。


    2.4、改進措施和應用領域

      由于差壓流量計結構簡單,價格低廉,使用方便,很多人喜歡使用。然而,在現場的實際應用中,通常存在較大的測量誤差,這是由于選擇不當,設計計算,制造和維護造成的。已經針對這些條件給出了一些改進措施以提高測量精度。

    2.4.1、使用標準孔板

      標準孔板的β= d / D約為0.2-0.75。為了便于計算,最好取0.5。但是,由于標準孔板測量精度低,壓力損失高,因此僅用于清洗液。

    2.4.2、節流裝置的設計和計算。

    (1)已知的管內直徑和現場布置,以及已知的流體性質和操作參數,給出流量測量范圍,需要設計標準節流裝置。在這種情況下的設計是為制造商提供節流閥類型,測量范圍和節流元件的開口尺寸。制造商擁有完整的手冊和軟件,可根據用戶要求進行設計。

    (2)已知的條件,例如管的內徑和節流元件的開口尺寸,壓力獲取方法和待測流體的參數。需要基于測量的壓差值計算流速。這通常是實驗的工作。為了更準確地獲得流量,我們需要同時準確地測量流體的溫度和壓力參數。

    3、結論

      差壓流量計在現實生活中的優點是顯著的,目前市場上使用的大多數流量檢測裝置是差壓流量計??卓诠澚髁髁坑嫃V泛用作代表性應用。手冊數據的長期研究和使用是完整的,對我們非常有益。我們只需要根據標準確定參數的大小。根據計算的方便性和易處理性。某些值可以適當地設置為方便的值,例如0.5或1.對于實際生產,有專門的制造商可以幫助生產。但您還需要自己提供限制組件。

      開口尺寸,工作參數等。根據該方法,用戶可以簡單準確地計算出自己生產中所需的測量裝置;在實驗工作中,數據要求更加精確和嚴謹,并且通常將數據保留到幾個小數位,這樣在計算中如果發生平方根開放現象,結果會更復雜,這將是導致制造難度增加。如果值合理,計算結果非常方便。計算處理是有幫助的。 這將使設備的開發更加合理,并且生產率將得到提高。

      相信在未來,孔板式流量計將有更大的發展和改進,一些優秀的節流流量計將投入更廣泛和更深入的市場應用。

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