1前言
在實(shi)際的生産(chan)過程中，爲(wei)了有效地(di)進行操作(zuo)、控制和監(jian)🏃♂️督，常🔞常需(xu)要檢測各(ge)種流體的(de)流量。流量(liang)檢測儀表(biao)是發展生(sheng)産，節🏃🏻♂️約能(neng)源，改進産(chan)品質量，提(ti)高經🔞濟效(xiao)益🌏和管理(li)水平的重(zhong)要工具，同(tong)時也是工(gong)業自動化(hua)儀表和裝(zhuang)置中的重(zhong)要儀表之(zhi)一。
在流量(liang)檢測中有(you)體積流量(liang)和質量流(liu)量兩種方(fang)式進📧行測(ce)量。質量流(liu)量常常需(xu)要被測物(wu)的密度來(lai)進行檢測(ce)，而被測物(wu)中含有一(yi)定的雜質(zhi)導緻測量(liang)的🈲正确。所(suo)以在這種(zhong)情況下體(ti)積流量的(de)優勢就體(ti)現🔞出來了(le)。
在體積流(liu)量中有一(yi)種測量裝(zhuang)置———差壓式(shi)流量計受(shou)歡迎。差壓(ya)式流量計(ji)具有結構(gou)簡單、價格(ge)合理、使用(yong)方便🐅的優(you)勢，成爲目(mu)前工業生(sheng)産中應用(yong)的一種流(liu)量計。
2流量(liang)計的分析(xi)及改進
2.1差(cha)壓式流量(liang)計
差壓式(shi)流量計是(shi)基于流體(ti)的節流原(yuan)理。它是利(li)用流體流(liu)經節流裝(zhuang)置時産生(sheng)的壓力差(cha)來進行計(ji)算測出流(liu)量的。在流(liu)通管道上(shang)設置一個(ge)流動阻力(li)件，當流體(ti)流經阻力(li)件時将産(chan)生🔅壓力差(cha)🈲，而這個壓(ya)力差與流(liu)體⛷️流量之(zhi)間有确定(ding)的💯一個數(shu)值關系，通(tong)過🌍測量出(chu)這個壓力(li)差就可以(yi)求得流體(ti)流量。
産生(sheng)差壓的裝(zhuang)置有許多(duo)種，包括節(jie)流裝置、動(dong)壓管🍉、均速(su)管🏃🏻、彎管等(deng)。在節流裝(zhuang)置中常用(yong)的:孔闆流(liu)量計、噴嘴(zui)、文丘利管(guan)等。這裏主(zhu)要分析闆(pan)孔型節流(liu)裝置和運(yun)用。
2.2節流式(shi)流量計
孔(kong)闆節流式(shi)流量計可(ke)用于測量(liang)液體、氣體(ti)或蒸汽的(de)流量。此流(liu)量計是應(ying)用🚩成熟⛹🏻♀️的(de)差壓式流(liu)量計，至今(jin)在流量儀(yi)表中占有(you)重要的地(di)位。
節流式(shi)流量計中(zhong)産生差壓(ya)的裝置稱(cheng)節流裝置(zhi)，其主體❌是(shi)一🏃♂️個局部(bu)收縮阻力(li)件，稱爲節(jie)流元件。通(tong)過節流♻️元(yuan)件改變流(liu)體流通截(jie)面，從而在(zai)節流元件(jian)前🤞後形成(cheng)壓力差。節(jie)流裝置分(fen)爲标準節(jie)📱流裝置和(he)非标準節(jie)流裝置，标(biao)準節流裝(zhuang)置的研究(jiu)最爲充分(fen)，裝☎️置型式(shi)已經标準(zhun)化和通用(yong)化，隻需要(yao)根據有關(guan)标準進行(hang)設計計算(suan)，嚴格按照(zhao)加工要求(qiu)和安裝要(yao)求♈，這樣的(de)節流裝置(zhi)不需要🎯經(jing)過單獨标(biao)定就可以(yi)使👨❤️👨用。而非(fei)标準節流(liu)裝置用以(yi)解決髒污(wu)和高黏度(du)流體的流(liu)量測量問(wen)題，尚缺乏(fa)足夠的實(shi)驗數據，因(yin)此🆚沒有标(biao)準化。
節流(liu)式流量計(ji)的特點是(shi)結構簡單(dan)，無可動部(bu)件;可靠性(xing)較高;複現(xian)性能好;适(shi)應性較廣(guang)，它适用于(yu)各種工況(kuang)下的🈲單相(xiang)流體，适用(yong)㊙️的管道直(zhi)徑範圍寬(kuan)，可以😄配用(yong)通用差壓(ya)計;節流裝(zhuang)置已🥰有标(biao)準☂️化型式(shi)。其主要缺(que)點是安裝(zhuang)要求嚴格(ge);流量計前(qian)後要求較(jiao)長的直管(guan)段;測量範(fan)圍窄，一般(ban)💞範圍度爲(wei)3∶1;壓力損失(shi)較大💁;對于(yu)較小直徑(jing)管道測量(liang)比較困難(nan)，精度不夠(gou)高。
2.3節流原(yuan)理與流量(liang)方程
首先(xian)介紹流量(liang)計算方程(cheng)中需要用(yong)到的參數(shu)及其意義(yi):
ρ—流體密度(du);
D、A1—管道直徑(jing)和截面積(ji);
d2、A2—流束最細(xi)處(即截面(mian)B處)流束直(zhi)徑和截面(mian)積;
d、A0—孔闆開(kai)孔直徑和(he)開孔截面(mian)積;
P1、P2—孔闆前(qian)後固定位(wei)置處靜壓(ya)力。
管道(dao)中流動的(de)流體具有(you)一定的能(neng)量，即靜壓(ya)能和動能(neng)，并且這兩(liang)種能量可(ke)以相互轉(zhuan)化。可以明(ming)顯看出孔(kong)闆前後流(liu)體的速度(du)⚽和靜壓力(li)的變化情(qing)況。流體在(zai)截面A以前(qian)，靜壓力爲(wei)P11，流速爲υ1，當(dang)流體靠近(jin)孔闆時，管(guan)壁處的流(liu)體此時受(shou)到的💞阻擋(dang)最大，使得(de)部分動能(neng)轉換爲了(le)靜壓能，導(dao)緻靜壓力(li)升高，産生(sheng)靠近管壁(bi)流體與☔管(guan)道中心流(liu)體間🐉的徑(jing)向壓差，從(cong)而使💁得靠(kao)近管壁流(liu)體的流向(xiang)與管道軸(zhou)✌️線相傾斜(xie)，形成了❤️流(liu)速收縮運(yun)動。由于慣(guan)性的作用(yong)，流束😄最細(xi)處在孔闆(pan)後的🈲截面(mian)B處，此時🛀🏻流(liu)速υ2最大，而(er)靜壓力P22最(zui)小，之😄後流(liu)束漸漸擴(kuo)大，到截面(mian)C處完全複(fu)原，流速υ3=υ1．
由(you)于節流裝(zhuang)置的存在(zai)，流體形成(cheng)的局部渦(wo)流和克服(fu)摩擦力，消(xiao)耗部分能(neng)量，所以流(liu)體的靜壓(ya)力不能恢(hui)複到原來(lai)的數值P11，壓(ya)力損失值(zhi)爲δP=P11－P3.
流量方(fang)程的推導(dao):
由于最小(xiao)流束截面(mian)B的位置是(shi)不固定的(de)，會随流體(ti)性♈質和直(zhi)徑比β=d/D變化(hua)而變化，因(yin)此不可能(neng)取得最小(xiao)截面壓力(li)✌️，而隻能取(qu)🈲出固定取(qu)壓位置處(chu)的壓力差(cha)ΔP=P1－P2，又因爲d2，A2無(wu)法測量，故(gu)用㊙️節流元(yuan)件開孔直(zhi)徑d和開孔(kong)面積A0代替(ti)。
節流元件(jian)的型式、取(qu)壓方式、節(jie)流裝置開(kai)孔直徑、管(guan)道直徑和(he)流體的流(liu)動狀态都(dou)會影響α。
2.4改(gai)善措施與(yu)應用領域(yu)
由于差壓(ya)式流量計(ji)具有結構(gou)簡單、價格(ge)合理、使用(yong)方☀️便的優(you)點，許多人(ren)都喜歡使(shi)用。但是在(zai)現場實際(ji)應用💜中，往(wang)往有較大(da)⛹🏻♀️的測量誤(wu)差，這是由(you)于選型、設(she)計計算、加(jia)工制造和(he)維護不當(dang)造成的。針(zhen)對這些狀(zhuang)況給出了(le)一些改善(shan)措施，提高(gao)測量正确(que)度。
2.4.1使用标(biao)準孔闆
标(biao)準孔闆的(de)β=d/D在0．2～0．75左右。爲(wei)了方便計(ji)算可取0．5。但(dan)是由于🍉标(biao)👨❤️👨準孔闆測(ce)量精度低(di)，壓力損失(shi)大，隻用于(yu)清潔流體(ti)。
2.4.2節流裝置(zhi)的設計和(he)計算。
(1)已知(zhi)管内直徑(jing)和現場布(bu)置情況，并(bing)且已知流(liu)體的性質(zhi)和工作參(can)數，給出流(liu)量測量範(fan)圍，要求設(she)計标準節(jie)流裝置。這(zhe)種情♌況下(xia)的設計隻(zhi)要将自己(ji)選擇的節(jie)流型式，測(ce)量範圍還(hai)有節流元(yuan)件的開孔(kong)尺寸等交(jiao)給廠家。廠(chang)家有完整(zheng)的手冊和(he)軟件，可以(yi)按照🏃🏻用戶(hu)的要求提(ti)供。
(2)已知管(guan)道内徑和(he)節流元件(jian)開孔尺寸(cun)、取壓方式(shi)、被測流體(ti)參數等必(bi)要條件。要(yao)求根據所(suo)測得的差(cha)壓值計算(suan)流量。這一(yi)般是實驗(yan)的工作需(xu)要，爲了更(geng)加正确地(di)求得流量(liang)，此時需要(yao)我們同時(shi)正确地測(ce)量流體的(de)溫🚶♀️度、壓力(li)參數。
3結論(lun)
在實際生(sheng)活中差壓(ya)式流量計(ji)的優點明(ming)顯，現在市(shi)場上所使(shi)⁉️用的流量(liang)檢測裝置(zhi)大部分都(dou)是差壓式(shi)流量計。孔(kong)🐉闆節流式(shi)😄流量🥵計作(zuo)爲其中的(de)代表應用(yong)廣泛。在長(zhang)期的使用(yong)中手冊數(shu)據資料🥵齊(qi)全，對我們(men)而言是十(shi)分有利的(de)。我們隻要(yao)按照标準(zhun)來确定自(zi)己的參數(shu)大🌈小。按照(zhao)計算💰方便(bian)和加工容(rong)易的考慮(lü)。
開孔尺寸(cun)、工作參數(shu)等要求。按(an)照這種方(fang)法，用戶可(ke)以自己簡(jian)單💃🏻準确計(ji)算出自己(ji)生産中所(suo)需的測量(liang)裝置;而在(zai)實驗工作(zuo)中，要求數(shu)據的更加(jia)正确和嚴(yan)謹，往往一(yi)個數據會(hui)保留到小(xiao)數點後面(mian)幾位，這樣(yang)在計算時(shi)如果出現(xian)✊平方開根(gen)☂️号現象會(hui)使得結果(guo)🈲更加複雜(za)，導緻制作(zuo)加工難度(du)的上升💘。如(ru)果合理取(qu)值後計算(suan)結果🔞十分(fen)方便，對于(yu)計算加工(gong)都是有幫(bang)助的。這樣(yang)對于裝置(zhi)可以更加(jia)合理，生産(chan)力有了更(geng)大的提高(gao)。
相信在未(wei)來孔闆節(jie)流式流量(liang)計會有更(geng)大的發展(zhan)和改善，會(hui)♋有一批節(jie)流式流量(liang)計的出現(xian)投入到更(geng)廣更深的(de)市場運用(yong)中去。
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