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      節流裝置測量中的應用
      河南思科測控技術有限公司
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      節流裝置是差壓式流量計中的一大類,適用于測量各種氣體、液位和蒸汽的流量計,應用范圍廣,其中6種節流裝置是工業方面常用(環形孔板、標準孔板、噴嘴流量計、V型錐流量計、文丘里管、平衡流量計)。節流裝置量計在100多年來不斷的完善和發展中,逐漸形成了國際標準,河南思科測控技術有限公司生產廠家產品其設計、制造和使用均符合國際標準ISO5167和國家標準GB/T2624的規定。

      節流裝置在各個工業方面中被廣泛應用,如何選型不用的節流裝置在不同的工況條件下實現對流量的精確而穩定測量就顯得十分重要。當充滿管的流體流經管內的節流裝置時,流速將在節流裝置處行程局部收縮,從而使流速增加、靜壓力降低,于是在節流裝置前后生產了靜壓力差。工作原理根據伯努利和流體連續性兩個方程式,在流體密度一定時,可以推導出流經節流裝置的流體流量與差壓的平方根正比的關系式。因此,當節流裝置的形式和被測介質的物理性參數確定后,通過所測得的差壓值就可以計算出流體的流量。

      選擇節流裝置時其流體的性質和狀態必須滿足的條件:流體必須充滿管,并必須連續流動;流體經節流裝置不發生相變,流速穩定;流體在流經節流裝置前,其流速必須與管道軸線平衡,不能有旋轉流。

      測量介質通過管道內的流體流量式,必須考慮其流動狀態和流動分布,因為介質在管道內的流動分為層流和紊流兩種狀態,層流狀態只限于流量小的時候呈現,當流量變大時就會產生紊流,并且兩者在管道內的流速分布狀態是不一樣的,節流由于有粘性,因此流過管道是與管壁接觸部分粘著內壁,摩擦阻力大,所以,即使在統一管道界面上,管道內流體的流速引起流過的位置不同而出現不同的流速,即越是接近管內壁的流體,流速就越慢,流體經過管道中心部分的介質,流速最快。所以在安裝節流裝置時,流速分布都是在一定的直管段條件下才適用,尤其是在流速快的紊流情況下,要介質流過足夠長的主管段才會出現,所以在安裝節流裝置配管時,不可避免的要在管路上安裝閥門和彎頭,于是,在其下游側管道內的流速分布就發生混亂,如:在彎管出會生產二次流,其下游的流動要產生偏流;空間雙彎管的流動則會產生旋流。所以,測流量時,如果不調整管道內的流速分布就不能進行準確的測量。調整流速分布的方法,一般是在節流裝置上游側安裝充分長的直管段。如不能有足夠長的直管段時,要在彎管和閥門后活節流裝置上游側安裝整流裝置。不過,由于整流其會生產一定阻力的損失,在工業方面低壓管道上,一般不都不使用。

      連續性方程式(質量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)中:質量流量值kg/s;體積流量值m3/s;膨脹系數;直徑比;節流孔直徑m;管道內徑m;節流裝置前流體的密度kg/m3;節流裝置前、后的壓力差Pa;

      通過公式可以得到,節流裝置測得差壓值,進而測得流體的質量流量和體積流量。對于不可壓縮的流體,密度位恒定值,對于可壓縮的流體,密度受壓力和溫度影響較大,因此在測量介質流量時,要充分考慮到文雅補償對流量參數的影響。

      在安全可靠上首先要保證測量方式可靠,測量儀表無論在正常生產或故障情況下都不影響生產系統的安全。因此,一般優先選用標準節流裝置。

      目前節流裝置是歷史悠久、技術成熟完善的流量儀表。它具有結構簡單、安裝方便、工作可靠、成本低、節約能源、免維護設計加工標準化等優點。這也決定了節流裝置是工業領域應用最廣泛的流量儀表,特點適合大流量測量。這類流量計的確定是壓損較大、精度不高、對被測介質特性比較敏感,屬于非通用儀表。因此,節流裝置發展早,但隨著其他各種形式的流量儀表在不斷完善和開發,工業發展對流量計要求的不斷提高,節流裝置在工業方面測量中的逐漸唄先進的、精度高的、便利的其他流量儀表取代。


       

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