孔(kǒng)闆流量計(jì)測量原理(lǐ)
　　孔(kǒng)闆(pǎn)流量(liàng)計 是将标準孔(kǒng)闆與(yǔ)多參數 差(chà)壓變送器 （或(huò)差壓變送器、溫度(dù)變送器(qì)及 壓力變送器(qì) ）配套組(zǔ)成(chéng)的高(gāo)量(liàng)程比(bǐ)差壓流(liú)量裝置(zhì)，可測量氣體、蒸(zhēng)汽、液(yè)體及引的流量，廣泛應用于石油、化(huà)工、冶(yě)金、電力、供熱、供水等領域(yù)的過(guò)程控制和(hé)測量(liàng)。節流(liú)裝置又稱(chēng)爲差壓(yā)式流量計，是(shì)由一次檢(jiǎn)測件（節流(liú)件）和(hé)二次裝置(zhì)（差壓(yā)變送器和流量顯(xiǎn)示儀）組(zǔ)成廣(guǎng)泛應用于(yú)氣(qì)體。蒸汽和(hé)液(yè)體的(de)流量測量(liàng)。具有(yǒu)結構(gòu)簡單，維修(xiū)方便，性能(néng)穩定(dìng)。在已知有(yǒu)關(guān)參(cān)數的(de)條件下，根(gēn)據流(liú)動(dòng)連續性(xìng)原理和伯(bó)努利(lì)方程可以推導(dǎo)出差壓與流量(liàng)之間的關(guān)系而求得流量(liàng)。
其基本公式如(rú)下：

c－流(liú)出系(xì)數　無(wú)量綱(gāng)
d－工作(zuò)條件下節(jiē)流件的節流孔(kǒng)或喉(hóu)部直徑
d－工(gōng)作條件下上遊(yóu)管道(dào)内徑(jìng)
qm－質量(liàng)流量　kg/s
qv－體積(jī)流量(liàng)　m3/s
?－直徑(jìng)比d/d無量綱(gāng)
流體(tǐ)的密度kg/m3
可膨脹(zhàng)性系數　無量綱
基(jī)本(běn)結構(gòu)
節流件(jiàn)：标準(zhǔn)孔(kǒng)闆、标準噴(pēn)嘴、長(zhǎng)徑噴(pēn)嘴、1／4圓孔闆(pǎn)、雙重孔闆(pǎn)、偏心(xīn)孔闆(pǎn)、圓缺孔闆(pǎn)、錐形(xíng)入口孔闆(pǎn)等
取壓裝置：環(huán)室、取(qǔ)壓法(fǎ)蘭、夾(jiá)持環(huán)、導(dǎo)壓(yā)管等(děng)
連接法蘭（家标(biāo)準、各種(zhǒng)标(biāo)準及其它設計(jì)部門(mén)的法(fǎ)蘭）　、緊固件(jiàn)。
測量管
孔闆流量(liàng)計結構圖：

使(shǐ)用條件
　　孔闆(pǎn)流(liú)量計是将标準(zhǔn)孔闆(pǎn)、 智能差壓變送(sòng)器 、 三(sān)閥組(zǔ) 、 智能流量積算(suàn)儀 配套組成的(de)，又稱 差(chà)壓式流量計(jì) 、 平衡流量(liàng)計 ，具有量(liàng)程比(bǐ)差壓流量(liàng)裝置(zhì)，可測(cè)量氣(qì)體(tǐ)、蒸(zhēng)汽、液(yè)體(tǐ)的流量(liàng)。廣泛應用(yòng)于石(shí)油、化工(gōng)、冶、電力、供熱(rè)、供水等域(yù)的過(guò)程控制(zhì)和(hé)測量。
　　在充(chōng)滿管(guǎn)道的流體，當它(tā)們流經管(guǎn)道内(nèi)的節(jiē)流裝置時(shí)，流束(shù)将在節流裝置的節流件(jiàn)處形成局(jú)部收縮，從(cóng)而(ér)使流速(sù)增加(jiā)，靜壓(yā)力低(dī)，于是(shì)在節流件(jiàn)前後便(biàn)産(chǎn)生了(le)壓力降，即壓差(chà)，介質(zhì)流(liú)動(dòng)的流量越大，在節流(liú)件前後産(chǎn)生(shēng)的(de)壓差就越大，所(suǒ)以孔闆流量計(jì)可以通(tōng)過測量(liàng)壓差來衡(héng)量流(liú)體流量的大小(xiǎo)。這種測量方法是以(yǐ)能(néng)量(liàng)守衡(héng)定律和(hé)流(liú)動連續(xù)性定(dìng)律爲基(jī)準的。
孔闆流(liú)量計節流裝(zhuāng)置（孔(kǒng)闆流量(liàng)計）是集(jí)流量(liàng)、溫度、壓力(lì)檢(jiǎn)測功能于體(tǐ)，并能進行溫度(dù)、壓力自動(dòng)補償的新(xīn)代流(liú)量計(jì)，該孔闆流量計(jì)采用先進的微(wēi)機技術與微功(gōng)耗新(xīn)技術，功能(néng)強，結(jié)構(gòu)緊湊，操(cāo)作簡單，使用方(fāng)便(biàn)。
孔(kǒng)闆流量計正常使用(yòng)條件(jiàn)：
（1）工藝介質要持續的(de)通(tōng)過孔闆(pǎn)流量(liàng)計而(ér)且要(yào)充滿(mǎn)導壓管管(guǎn)，否則流量(liàng)将無(wú)法測量。例(lì)如棒(bàng)磨機給水流量無指(zhǐ)示，儀表工(gōng)到現場檢查變送器打(dǎ)開排污(wū)有少量水(shuǐ)流出(chū)，認爲(wèi)是(shì)導壓管(guǎn)堵塞(sāi)了，用氮氣吹，發現是通的(de)，仔細檢查後(hòu)發(fā)現節(jiē)流元件安(ān)裝在靠近出水(shuǐ)口附近（常壓），而(ér)且管道又再處(chù)（距地面11m）水沒有(yǒu)充滿工(gōng)藝(yì)管道。建議把孔闆流量計移位，後來(lái)把孔(kǒng)闆移到距(jù)地面7米(mǐ)左右的橫管(guǎn)段，這時水(shuǐ)能滿管(guǎn)流量指示正(zhèng)常。
（2）被測介質(zhì)在(zài)物(wù)理上和熱力(lì)學上(shàng)必須(xū)是均(jun1)勻(yún)的單相(xiàng)流體(tǐ)。
（3）被測介質(zhì)流經(jīng)節流裝置(zhì)時不(bú)得(dé)發生相(xiàng)變；即使導(dǎo)壓(yā)管内發生相(xiàng)變也(yě)不行(háng)。
（4）節流裝置(zhì)所測(cè)得被測介(jiè)質必須(xū)是穩定(dìng)流，或(huò)被測介質是穩定的緩慢變化的，不适用(yòng)于動流和臨界的(de)流量測(cè)量。
（5）流(liú)束應與(yǔ)管(guǎn)道平(píng)行，不得有(yǒu)旋轉流。
安裝要求
節流裝(zhuāng)置的安裝(zhuāng)和适用于下列(liè)管段和(hé)管件有(yǒu)關：節流件(jiàn)上遊側第一(yī)阻力件(jiàn)、第二(èr)阻力件，節(jiē)流件(jiàn)下右側第(dì)一阻力(lì)件，從節(jiē)流件(jiàn)上遊第二(èr)阻力件(jiàn)到(dào)下遊(yóu)第一(yī)阻力件之(zhī)間(jiān)的管段(duàn)以及(jí)差壓訊号管路等。


管(guǎn)道(dào)條(tiáo)件
（1）節(jiē)流件(jiàn)前(qián)後的直(zhí)管段必須是直(zhí)的，不得有肉眼(yǎn)可見(jiàn)的彎曲。
（2）安(ān)裝節流(liú)件用得(dé)直管段(duàn)應該是光滑的(de)，如不光(guāng)滑，流量系數應(yīng)乘以(yǐ)粗糙度(dù)修(xiū)正稀疏(shū)。
（3）爲(wèi)保證流體的(de)流動在(zài)節流件前1d出形(xíng)成充分(fèn)發展的(de)紊流速(sù)度分布(bù)，而且使這種分(fèn)布成均勻的軸(zhóu)對稱(chēng)形，所以直(zhí)管(guǎn)段必須(xū)是圓的，而且對節流(liú)件前2d範圍，其圓(yuán)度要求(qiú)其甚爲(wèi)嚴格，并且有一定(dìng)的圓度指标(biāo)。具體衡量方法(fǎ)：
（a）節流(liú)件前od，d/2，d，2d4個垂(chuí)直管截面上，以大至(zhì)相等的角(jiǎo)距離至少(shǎo)分别(bié)測量(liàng)4個管道内徑單測值，取平均值d。任意(yì)内徑(jìng)單測(cè)量值
與平(píng)均值(zhí)之差不得(dé)超過±0.3%。
（b）在節(jiē)流(liú)件後，在od和(hé)2d位置用(yòng)上述方法(fǎ)測得(dé)8個内徑單測值(zhí)，任
意單測值與d比較，其最大偏(piān)差不得超(chāo)過±2%。
2）節(jiē)流件(jiàn)前後要求(qiú)一段足夠長的直管段，這(zhè)段足(zú)夠長的(de)直管段和節(jiē)流(liú)件前的(de)局部(bù)阻力(lì)件形式有(yǒu)關和直徑(jìng)比β有關(guān)，見表1（β=d/d,d爲孔闆(pǎn)開孔直徑(jìng)，d爲管道内(nèi)徑）。
（4）節(jiē)流件上遊側第一阻力(lì)件和第二阻(zǔ)力件之間(jiān)的直管段長(zhǎng)度(dù)可按第二阻力件的形式和β=0。7（不論實(shí)際β值是多(duō)少）取(qǔ)表一(yī)所列(liè)數值的(de)1/2。
（5）節流件(jiàn)上遊側爲敞開(kāi)空間或直徑≥2d大(dà)容器時，則敞開空(kōng)間(jiān)或大容器(qì)與節(jiē)流件(jiàn)之(zhī)間的直(zhí)管(guǎn)長不得(dé)小于30d（15d）。若節流件(jiàn)和敞開空(kōng)間或(huò)大容器之間尚(shàng)有其它局部阻力件時，則(zé)除在(zài)節流件與局部阻力件之間設(shè)有(yǒu)附(fù)合表(biǎo)1上規(guī)定的最小(xiǎo)直(zhí)管(guǎn)段長1外，從敞開空間到節(jiē)流件(jiàn)之間的直管段(duàn)總長也(yě)不(bú)得小(xiǎo)于30d（15d）。
節流件上下遊側的最(zuì)小直(zhí)管段長(zhǎng)度表



注：1、上表隻對标準(zhǔn)節流裝置而言(yán)，對特殊節流(liú)裝置可供參(cān)考
2、列(liè)數系爲管内徑(jìng)d的倍數。
3、上表括(kuò)号外(wài)的數(shù)字爲(wèi)“附加相對極限(xiàn)誤差爲零”的數(shù)值，括号(hào)内的數(shù)字爲(wèi)“附(fù)加相對極限(xiàn)誤差爲±0.5%”的(de)數值。即直(zhí)管段(duàn)長度中(zhōng)有(yǒu)一個采用括号内的數值(zhí)時(shí)，流量測(cè)量的極限(xiàn)相對誤差(chà)τq/q。應(yīng)再算術(shù)相加0.5%亦(yì)即(jí)（τq/q+0.5）%
4、若實(shí)際直管段長度(dù)大于(yú)括号内數(shù)值(zhí)，而(ér)小于括号(hào)外的(de)數值時，需按“附加(jiā)極限相(xiàng)對誤差(chà)爲0.5%”處理。
（1）直流件安裝在(zài)管道中，其前端(duān)面必須與(yǔ)管道軸線垂直，允許的最(zuì)大(dà)不(bú)垂直(zhí)度不得超過±1°。
（2）節(jiē)流件(jiàn)安裝在管(guǎn)道中後，其開孔(kǒng)必須與(yǔ)管道同(tóng)心，其(qí)允(yǔn)許的最(zuì)大不同心(xīn)度ε不(bú)
得超過(guò)下列公(gōng)式計算結果:ε≤0.015d（1/β-1）。
（3）所(suǒ)有墊片不(bú)能用太厚(hòu)的(de)材料，最(zuì)好不超過0.5mm，墊片(piàn)不能(néng)突出管壁(bì)内否則可能引起很大的測量(liàng)誤差。
（4）凡是調節(jiē)流量(liàng)用的閥門，應(yīng)裝在節流件後最小(xiǎo)值管(guǎn)段(duàn)長度以外(wài)
（5）節流裝置(zhì)在工藝管(guǎn)道上(shàng)的安裝，必(bì)須在(zài)管道清洗(xǐ)吹掃後(hòu)進(jìn)行。
（6）在(zài)水平(píng)或傾斜管道安裝的節流裝置的取壓方(fāng)式。
一(yī)、被測流體爲液體時，爲防(fáng)止氣泡進(jìn)工藝(yì)管道入(rù)導壓管，取壓(yā)口應處于(yú)工(gōng)藝管(guǎn)道中心(xīn)線下偏≤45°的(de)位置(zhì)上，正負取壓口(kǒu)處于與管道對稱位(wèi)置(zhì)時(shí)，兩者(zhě)應在(zài)同(tóng)一水平(píng)面上（如下圖）。

二、被測流體(tǐ)爲氣(qì)體時，爲(wèi)防止液(yè)體截止閥(fá)導壓管（冷凝液）進入(rù)導壓(yā)管(guǎn)，取(qǔ)壓(yā)口(kǒu)應處工藝(yì)管道中心(xīn)管道(dào)上方(fāng)線上插≤45°的位置，正(zhèng)負取壓(yā)口處(chù)于與(yǔ)管道對稱(chēng)位置時(shí)，兩者應在同一(yī)水平線(xiàn)上（見(jiàn)下(xià)圖(tú)）。

三、被測流體爲蒸汽(qì)時，應保證冷凝(níng)器中冷(lěng)凝液面(miàn)恒定和正負導(dǎo)壓管(guǎn)上的冷凝(níng)面高度一緻，正負壓(yā)口(kǒu)處于與(yǔ)管道對稱(chēng)位置(zhì)時，兩者應在同(tóng)一水(shuǐ)平面上（見下圖）。


上述(shù)三種(zhǒng)取壓口(kǒu)的安裝量式，均(jun1)可與管(guǎn)道對稱(chēng)和管道(dào)的同一側進行安裝。
（7）安裝(zhuāng)節流(liú)裝置的管道處(chù)于垂直時(shí)，冷凝器應(yīng)處(chù)于同一(yī)水平位(wèi)置(zhì)上，這(zhè)樣(yàng)可以消除因(yīn)取壓(yā)孔位(wèi)置高(gāo)度不同而引起(qǐ)的測量(liàng)誤(wù)差。
（8）導(dǎo)壓管(guǎn)應按被測(cè)流體的(de)性質和(hé)參數使用耐(nài)壓(yā)，耐腐蝕的(de)材質制造，其(qí)内(nèi)徑不(bú)得小于(yú)6㎜長度最(zuì)好在16m之内，視被(bèi)測流體性(xìng)質而(ér)安，不(bú)同長(zhǎng)度下(xià)的最小(xiǎo)内(nèi)徑（見(jiàn)下表）。

（9）安(ān)裝差壓(yā)信号按1：10傾(qīng)斜度(dù)敷設(shè)。
安裝方式(shì)
測量液體(tǐ)：測量(liàng)液體(tǐ)流量時工(gōng)藝管道(dào)水平安裝，差(chà)壓(yā)變送器(qì)的位置放出空(kōng)氣處于節流裝(zhuāng)置下方(fāng)時，取壓(yā)口應(yīng)在節流裝置的水平中心(xīn)軸線下偏45°角(jiǎo)引(yǐn)出，這樣可(kě)以消(xiāo)樣除由(yóu)流體傳(chuán)放出(chū)的氣體進入導壓管和差(chà)壓變(biàn)送器。
測量(liàng)水蒸(zhēng)汽：測(cè)量蒸(zhēng)汽流量時，安裝方式(shì)一般爲差壓變(biàn)送器低于(yú)、高于節流裝置(zhì)兩種(zhǒng)。取壓(yā)口位(wèi)置應附(fù)合上述(shù)安裝(zhuāng)要求，并在(zài)導壓(yā)管(guǎn)制高點(diǎn)處裝上放氣閥(fá)和氣(qì)體(tǐ)收集器(qì)。
測量(liàng)氣(qì)體：測量介質(zhì)爲(wèi)清(qīng)潔的氣體流量時，安裝方(fāng)式一般(bān)爲(wèi)差壓變送(sòng)器高(gāo)于、低(dī)于節(jiē)流裝(zhuāng)置兩(liǎng)種取(qǔ)壓口(kǒu)位置應符合上(shàng)述安裝要(yào)求，當(dāng)差壓變送器低(dī)于節(jiē)流裝置時，導壓(yā)管必(bì)須向(xiàng)下彎(wān)至差壓變(biàn)送器(qì)，并(bìng)在最低(dī)處裝置放(fàng)水閥(fá)和沉積器。
　　測量(liàng)腐蝕性液體和(hé)氣體：測(cè)量腐蝕(shí)性的液體和氣體流量時(shí)，取壓(yā)口應附合(hé)上述(shù)安裝要求，不論(lùn)管(guǎn)道是水(shuǐ)平安裝或垂直安裝，差壓變(biàn)送(sòng)器高(gāo)于或(huò)低于節流(liú)裝置，均必須在(zài)差壓(yā)變送器和(hé)節流裝置之間(jiān)的隔離器(qì)，并在(zài)隔離(lí)器至差壓(yā)變送(sòng)器的管路(lù)内填(tián)充(chōng)隔(gé)離液，使被測流體不(bú)能與(yǔ)差壓(yā)變送器接(jiē)觸(chù)，以免破(pò)壞差壓變送器(qì)的正(zhèng)常(cháng)工作性(xìng)能。

重(zhòng)複開方
　　差(chà)壓式流(liú)量計總(zǒng)是要有(yǒu)開(kāi)平方運算這一環節，但若(ruò)在差壓變(biàn)送器開了平方(fāng)後，在(zài)流量(liàng)二次表中(zhōng)再(zài)開一次(cì)平方，就(jiù)會産生(shēng)相當(dāng)大的誤差(chà)。表9.2所列即爲各(gè)典型試(shì)驗點重(zhòng)複開方後理論輸出值的對照(zhào)表。
重複開(kāi)方後(hòu)的理論輸出對照表

差(chà)壓(yā)值/％	開(kāi)方後(hòu)的流量值(zhí)/％	重複開方後的輸出(chū)值/％	差壓值(zhí)/％	開方後的(de)流量(liàng)值/％	重(zhòng)複開(kāi)方後(hòu)的輸出值/％	差壓(yā)值/％	開方後(hòu)的流(liú)量值/％	重(zhòng)複開方(fāng)後的輸(shū)出值/％
0 1 4 9	0 10 20 30	0 31.62 44.72 54.77	16 25 36 49	40 50 60 70	63.25 70.71 77.46 83.67	64 81 100	80 90 100	89.44 94.87 100

　　重(zhòng)複開(kāi)方(fāng)的錯誤(wù)一般(bān)發生在差(chà)壓變(biàn)送(sòng)器(qì)帶來(lái)開(kāi)方功(gōng)能的系(xì)統中，是(shì)由于疏忽引(yǐn)起的，一般(bān)是在(zài)物料平衡(héng)計算(suàn)中出現嚴重問題而(ér)懷疑(yí)流量(liàng)示值大(dà)幅(fú)度偏高(gāo)時(shí)才進(jìn)行檢(jiǎn)查，并最後得到糾正(zhèng)。
避免(miǎn)重複(fú)開方錯誤(wù)的有效(xiào)方(fāng)法如(rú)下。
①更(gèng)新認識。許多老的儀表人員對差壓變送(sòng)器(qì)功(gōng)能的認識習慣性停(tíng)留在(zài)“差壓變送”上面(miàn)，意即(jí)僅爲差壓(yā)測量(liàng)而已，故習(xí)慣性将二次表(biǎo)設置爲開(kāi)平方(fāng)特性。
②加強基礎資料管理(lǐ)。基礎(chǔ)資料(liào)不僅包括(kuò)二(èr)次表校(xiào)驗單(dān)，還應包括二次(cì)表的組态(tài)數據(jù)記錄單(dān)，變送器校驗(yàn)單。
③組态時強調按數據記(jì)錄單操作，避(bì)免即興(xìng)操作(zuò)。并在(zài)組态完畢與記(jì)錄單(dān)校對無誤(wù)後加上密碼，防(fáng)止随(suí)意改動。
孔(kǒng)闆銳角
　　普(pǔ)通孔(kǒng)闆流(liú)量(liàng)計的測(cè)量主(zhǔ)要取決于迎向(xiàng)流體的開(kāi)孔及其端面（要(yào)尖銳），而與(yǔ)其後(hòu)的形狀關(guān)系不大。後面加工倒(dǎo)角（喇叭口(kǒu)）是爲了盡(jìn)快使流體(tǐ)恢複均衡(héng)平穩(wěn)流動狀(zhuàng)态，也有(yǒu)利于減小(xiǎo)孔闆(pǎn)造(zào)成的永久壓(yā)力損。近十年(nián)出(chū)現的(de)多孔孔闆(pǎn)平衡(héng)流量(liàng)計，巧妙地(dì)将(jiāng)流體整(zhěng)流器和測(cè)量裝(zhuāng)置融(róng)合爲一(yī)體(tǐ)，此類孔(kǒng)闆一般(bān)無須(xū)刻意(yì)倒角(jiǎo)，流束仍恢複很快，各(gè)孔入口也(yě)無須特别(bié)尖銳（對精确測量無(wú)礙），卻大大縮短(duǎn)了所須直管段，減小了永(yǒng)久壓(yā)力損(sǔn)。

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