孔板流量计1
各种化工流量计工作原理
流量计是工业生产的眼睛，与国民经济、国防建设、科学研究有着密切的关系，在国民经济中占据重要地位与作用，可用于气体、液体、蒸汽等介质流量的测量。
为了更好的展示流量计测量原理，小编采用动画演示的方法来给大家介绍流量计的工作原理！1. 孔板流量计孔板流量计工作原理：流体充满管道，流经管道内的节流装置时，流束会出现局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。
这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。
工作特点：①节流装置结构简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉；②应用范围广，全部单相流皆可测量，部分混相流亦可应用；③标准型节流装置无须实流校准，即可投用；④一体型孔板安装更简单，无须引压管，可直接接差压变送器和压力变送器。
2. 电磁流量计电磁流量计工作原理：基于法拉第电磁感应定律。
在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁常当有导电介质流过时，则会产生感应电压。
管道内部的两个电极测量产生的感应电压。
测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。
工作特点：①具有双向测量系统；②传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径。
③压力损失小④测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响⑤主要应用于污水处理方面。
3. 涡轮流量计涡轮流量计工作原理：在一定的流量范围内，涡轮的转速与流体的流速成正比。
流体流动带动涡轮转动，涡轮的转速转换成电脉冲，用二次表显示出数据，反应流体流速。
工作特点：①抗杂质能力强；②抗电磁干扰和抗振能力强；③其结构与原理简单，便于维修；④几乎无压力损失，节省动力消耗。
4. 文丘里流量计工作原理：当流体流经文丘里流量计管道内的节流件时，流速在文丘里节流件出形成局部搜索，导致流速增加，静压差下降，文丘里流量计前后便产生了静压差，流体流量越大，静压差就越大，根据压差来衡量流量。
流量计的常用几种类型
流量计的常用几种类型在流体控制领域，流量计是常用的测量工具。
流量计按照工作原理和测量方式可以分为多种类型。
本文将介绍流量计的几种常用分类。
1. 压力式流量计压力式流量计是通过对流体产生的压差进行测量，以推断被测流体的流量的测量方法。
常见的压力式流量计有差压式、孔板式、喇叭喉管式等。
•差压式流量计是利用一根压力管或产生压力的元件将流体压缩或扩张而产生的压差，并利用测量压差进行流量测量的方法。
差压式流量计的优点在于易于安装和使用，适合于许多气体和液体的测量。
•孔板流量计是一种常见的差压式流量计。
它使用具有中央圆孔的板，当流体通过这个圆孔时产生了一个压差，根据这个压差，可以计算出被测流体的流量。
•喇叭喉管流量计是利用喇叭喉管产生进出口压差，根据过流面积和局部阻力计算的一种差压式流量计。
喇叭喉管的优点在于测量范围大，误差小，稳定性好。
2. 体积式流量计体积式流量计是直接测量被测流体通过流量计体积的方法。
常用的体积式流量计有滴定式、容积式、转子式等。
•滴定式流量计是在计算总流量时通过频繁的取样和称重得到的。
相关应用环境中，滴定式流量计广泛应用于肾透析液配制、药物注射泵精确控制等液量精度要求较高的场合。
•容积式流量计是一种直接读取被测流体体积的流量计，包括正弦板式、齿轮式、螺杆式、中测式、浮子式等。
其中齿轮式流量计结构简单，计量范围大，适用于粘度较小液体（如水、乙醇等）的流量测量。
•转子式流量计主要由转子和测量传感器组成，转子随流体转动，测量传感器会根据转子的转动生成信号输出，并通过数值积分计算出流体的累积体积，从而实现流量测量。
3. 质量式流量计质量式流量计是通过测量被测流体在单位时间内通过流量计的质量，然后再将质量转换为流量的方法。
常用的质量式流量计有热式、振动式等。
•热式质量流量计通过测量流过传感器时冷却的流体的热量，来计算流体的体积和质量流量。
由于数据处理比较复杂，所以前期的使用和维护相对困难。
•振动式质量流量计是以振动的方式来测量流体质量流量的一种流量计，具有测量精度高、测量范围广和响应速度快等优点。
流量测量-孔板与文丘里
▪ 8、孔板流量计测定的是________流速。
▪ 9、孔板流量计和文丘里流量计是通过 ________来反映流量大小的。又称为 ________流量计。
▪ 10、孔板流量计和测速管都是定节流面 积的流量计，利用（ ）来反映流量的。
▪ A、变动的压强差 B、动能差
2p A0 2p
4、优缺点
C 流量系数 1 4
1)制造安装方便，当流量有较大变化时，调换孔板亦很方便
2)能量损失较大，并随A0/A1的减小而加大 3)不适于污浊流体，孔口边缘容易腐蚀和磨损，应定期进行校正
4)安装需要一段内径不变的直管段作稳定段，通常要求上游直管 长度≥50d，下游直管长度≥ 10d。
2Rg( A )
式中： ▪ qv——流体的流量，m3/s； ▪ R——U形压差计上的读数，m； ▪ C0——孔流系数或流量系数，无单位；一般
取0.6～0.7. ▪ A0——孔板截面积，m2； ▪ ρ——流体的密度，kg/m3； ▪ ρA——指示剂的密度，kg/m3
影响孔流系数 α 的因素： A0/A1、雷诺数 Re=Du1/、取压方式、孔口的形状、加工精度。 需由实验确定。
0.84 0.82 0.80 0.78 0.76
α 0.74
0.72 0.70 0.68 0.66 0.64 0.62 0.60
3
104
105
106
Re
孔流系数 α 与 Re 及 A0/A1 的关系
孔板一定，取压方式一定，即采用角接 取压法
0ห้องสมุดไป่ตู้7
0.6
A0 qm
A1
CA0
1 4
2p A0 2p
孔板流量计的基本原理及组成
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孔板流量计的基本原理及组成
1、孔板流量计的基本原理
充满管道的介质，当它流经管道内的节流孔板时，流速将在孔板处形成局部收缩，使得流速增加，静压力降低，孔板前后产生压差，结构原理如图1所示。
介质流量越大，孔板前后的压差就越大，通过测量压差来计算流量的大小。
根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程式可推导标准孔板的流量与压差之间定量关系的基本流量公式，如图2所示。
2、孔板流量计的组成及适用范围
孔板流量计测量系统主要由标准孔板、引压管、三阀组、差压变送器、控制器等组成，如图3所示，附加装置有隔离器、冷凝罐等。
孔板高低压侧引压管测定的差压值经差压变送器转换为4~20mA标准电信号传送到机柜间和中控室；按取压方式标准孔板有角接取压、法兰取压、径距取压三种方式，按孔板类型有标准孔板、内藏孔板、限流孔板、环形孔板等。
标准孔板流量计适用范围有公称直径：15mm≤DN ≤1200mm；公称压力：PN≤40MPa；工作温度：-50℃≤DN≤550℃；适用量程比：4︰1~3︰1；测量精度：1.5级。
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详解孔板流量计
详解孔板流量计差压式流量计作为经典与最古老的流量计，应用范围最为广泛。
不过随着电子式流量计如（电磁、涡街等）流量计的兴起，我们有些新的行业朋友，还真不一定熟悉这种流量计，今天这一期，给大家好好讲解这个差压式流量计。
差压式流量计在化工生产中得到最广泛的应用，也是操作人员最为熟悉的一种流量计，它的节流装置（1）安装在生产工艺管道（2）上，并由引压管（3）和差压变送器（4）三个部分组成流量测量系统(如图3—1所示)。
下面对差压式流量计，差压变送器及差压式流量计的安装分别予以介绍。
图3-1 差压式流量计的组成差压式(也称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。
差压式流量计一般是由能将流体的流量变换成差压信号的节流量(孔扳、喷嘴)和用来测量压差值的差压计或差压变送器及显示仪表组成。
这种流量计，目前在化工、炼油及其它工业中应用很广，应用的历史也较长久，因此已经积累了丰富的实践经验和完整的实验资料。
对于常用的孔板、喷嘴等节流装置，国内外已把它们标准化了，并称为“标准节流装置”。
因此,这种流量计所用的标准节流装置可以根据计算结果直接投入制造和使用，不必用实验方法进行单独标定。
但对于非标准化的特殊节流装置, 在使用时，均应进行个别标定。
一．节流装置的流量测量原理节流现象及其原理：流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管璧处，流体的静压产生差异的现象称为节流现象，如图3—2所示图3—2 流体流经节流装置时的节流现象现在，我们对流体流经节流装置前后的变化情况作进一步分析。
连续流动着的流体，在遇到安插在管道内的节流装置时，由于节流装置的截面积比管道的截面积小，形成流体流通面积的突然缩小，在压力作用下，流体的流速增大，挤过节流孔，形成流速的扩大而降低。
与此同时，在节流装置前后的管壁处的流体静压力就产生了差异,形成静压力差△p(△p=P1- P2)，如图3-3所示。
14种流量计的工作原理
14种流量计的工作原理流量计（Flowmeter）是工业生产的眼睛，与国民经济、国防建设、科学研究有着密切的关系，在国民经济中占据重要地位与作用，可用于气体、液体、蒸汽等介质流量的测量。
为了更好的展示流量计测量原理，小编采用动画演示的方法来给大家介绍流量计的工作原理!1.孔板流量计板流量计工作原理：流体充满管道，流经管道内的节流装置时，流束会出现局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。
这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性定律为基准的。
工作特点：①节流装置结构简单、牢固，性能稳定可靠，使用期限长，价格低廉;②应用范围广，全部单相流皆可测量，部分混相流亦可应用;③标准型节流装置无须实流校准，即可投用;④一体型孔板安装更简单，无须引压管，可直接接差压变送器和压力变送器。
2. 电磁流量计电磁流量计工作原理：基于法拉第电磁感应定律。
在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁常当有导电介质流过时，则会产生感应电压。
管道内部的两个电极测量产生的感应电压。
测量管道通过不导电的内衬(橡胶，特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。
工作特点：①具有双向测量系统;②传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径；③压力损失小；④测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；⑤主要应用于污水处理方面。
3. 涡轮流量计涡轮流量计工作原理：在一定的流量范围内，涡轮的转速与流体的流速成正比。
流体流动带动涡轮转动，涡轮的转速转换成电脉冲，用二次表显示出数据，反应流体流速。
工作特点：①抗杂质能力强;②抗电磁干扰和抗振能力强;③其结构与原理简单，便于维修;④几乎无压力损失，节省动力消耗。
4. 文丘里流量计工作原理：当流体流经文丘里流量计管道内的节流件时，流速在文丘里节流件初形成局部收缩，导致流速增加，静压差下降，文丘里流量计前后便产生了静压差，流体流量越大，静压差就越大，根据压差来衡量流量。
孔板流量计计算方法及参考系数(一)
孔板流量计计算方法及参考系数(一)方法适用于各类煤矿的抽放支管路、抽采未安装瓦斯抽采参数集中监测监控系统的煤矿和准备抽采的中小型煤矿，需要的配置简单，可操作性强，能满足煤矿瓦斯抽采的使用要求。
本方法所需配置：适宜的孔板流量计，空盒气压计，压差计，温度计，瓦斯浓度测定仪。
孔板流量计由抽采瓦斯管路中加的一个中心开孔的节流板、孔板两侧的垂直管段和取压管等组成。
当气体流经管路内的孔板时，流束将形成局部收缩，在全压不变的条件下，收缩使流速增加、静压下降，在节流板前后便会产生静压差。
在同一管路截面条件下，气体的流量越大，产生的压差也越大，因而可以通过测量压差来确定气体流量。
混合气体流量由下式计算：Q=Ｋb△h1/2δPδT(1)该公式系数计算如下：Ｋ＝189.76a0mD2(2)b=(1/(1-0.00446x))1/2(3)δP=(PT/760)1/2(4)δT=(293/(273+t))1/2(5)式中：Q—混合流量，米3/秒；Ｋ—孔板流量计系数，由实验室确定；b—瓦斯浓度校正系数，由有关手册查取；△h—孔板两侧的静压差，mmH2O，由现场实际测定获取；δP—压力校正系数；δT—温度校正系数；x--混合气体中瓦斯浓度，%；t--同点温度，△；a0--标准孔板流量系数；(在相关手册中查出)m--孔板截面与管道截面比；D--管道直径，米；PT--孔板上风端测得的绝对压力，毫米水银柱；pT=测定当地气压(毫米水银柱)+该点管内正压(正)或负压(负)(毫米水柱)÷13.6为了计算方便，将δT、δP、b、K值分别列入表1、表2、表3、表4中。
抽采的纯瓦斯流量，采用下式计算：Qw=x·Q(6)式中x—抽采瓦斯管路中的实际瓦斯浓度，%。
孔板流量计在安装时要注意孔板与瓦斯管的同心度，不能装偏。
在钻场内安装流量计时，应保证孔板前后各1m段应平直，不要有阀门和变径管。
在抽采巷瓦斯管末端安装流量计应保证孔板前后各[换行]5m段应平直，不要有阀门和变径管。
孔板流量计的计算方法
标准孔板瓦斯混合流量的一般公式为（标准状况下）：
p T Q K b h δδ=∆ 式中：Q ——用标准孔板测定的混合瓦斯流量，m3/min ；
K ——流量校正系数（孔板系数）；
K ＝189.76·a 0·m ·D 2
a 0——标准孔板流量系数；
m ——截面比；
D ——管道直径，m ；
Δh ——在孔板前后端所测之压差，Pa ；
Δp ——压力校正系数；
δT ——温度校正系数；
)T δ
25
p δ= t ——同点的温度，℃；
273——标准绝对温度，K ；
p T ——孔板上风端测得的绝对压力，kPa 。
b ——瓦斯浓度校正系数；
6
b = X ——混合气体中的瓦斯浓度。
（若瓦斯浓度为39％，此处X ＝39） 由上，先计算出混合瓦斯流量Q ，再由下式计算出纯瓦斯流量：
c Q Q X =⨯（此处X ＝0.39）
参考文献：程伟.煤与瓦斯突出危险性预测及防治技术.徐州：中国矿业大学出版社，2003 P151
赵洵众 流体力学与流体机械，北京：煤炭工业出版社，1995，P197。
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的直管距离，至少应有8~12倍直径长的直管段。 4）测速管安装于管路中，装置头部和垂直引出部分都将
对管道内流体的流动产生影响，从而造成测量误差。因此，
除选好测点位置，尽量减少对流动的干扰外，一般应选取皮 托管的直径小于管径的1/50。
二、孔板流量计
1、孔板流量计的结构
2、孔板流量计的工作原理
流体流到孔口时，流股截面收缩，通过孔口后，流股还 继续收缩，到一定距离（约等于管径的 1/3 至 2/3 倍）达到最
小，然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面，流股截面最小
处，速度最大，而相应的静压强最低，称为缩脉。因此，当 流体以一定的流量流经小孔时，就产生一定的压强差，流量 越大，所产生的压强差越大。因此，利用测量压强差的方法 就可测量流体流量。
3、孔板流量计的优缺点
优点：构造简单，安装方便
缺点：流体通过孔板流量计的阻力损失很大
孔板的缩口愈小，孔口速度愈大，读数就愈大，阻力 损失愈大。所以，选择孔板流量计A0/A1的值，往往是设计 该流量计的核心问题。
三、文丘里流量计
优点：阻力损失小，大多数 用于低压气体输送中的测量 缺点：加工精度要求较高， 造价较高，并且在安装时流 量计本身占据较长的管长位置。
压差计的指示数R代表A，B两处的压强之差。 若所测流体的密度为ρ，U型管压差计内充有密度为ρ’的 指示液，读数为R。
u
2 gR( )
——测速管测定管内流体的基本原理和换算公式
3、使用皮托管的注意事项
1）测速管所测的速度是管路内某一点的线速度，它可以 用于测定流道截面的速度分布。 2）一般使用测速管测定管中心的速度，然后可根据截面 上速度分布规律换算平均速度。 3）测速管应放置于流体均匀流段，且其管口截面严格垂
第一章
第五节
流体流动
流速和流量的测量
变压头流量计
将流体的动压头的变化以静压头
的变化的形式表示出来。一般，
读数指示由压强差换算而来。 流量计
如：测速管、孔板流量计和文丘 里流量计 变截面流量计 流体通过流量计时的压力降是固
定的，流体流量变化时流道的截
面积发生变化，以保持不同流速 下通过流量计的压强降相同。 如：转子流量计
时，AR决定于浮子在筒内的位置，因此，转子流量一般都
以转子的位置来指示流量，而将刻度标于筒壁上。
转子流量计在出厂时一般是根据 20 ℃的水或 20 ℃、
0.1MPa下的空气进行实际标定的，并将流量值刻在玻璃管 上。 使用时若流体的条件与标定条件不符时，应实验标定 或进行刻度换算。
转子流量计是在自下而上逐渐扩大的垂直玻璃管内装有转子或称 浮子，当流体自下而上流过时，转子向上浮动直到作用于转子的重 力与浮力之差正好与转子上下的压力差相等时，转子处于平衡状态 ，即停留在一定的位置上。这时读取转子停留位置玻璃管上的刻度 ，则可得知流量。有些转子顶部边缘刻有若干个斜槽，这是为了使 转子不上下左右的摆动，边稳定旋转，边停留在稳定位置上。转子 流量计的转子位置与流量的关系需要预先校正。 转子流量计主要用于低压下小流量的测定，因其测定方法简单， 测量精度较高，阻力损失较小，广泛应用于制药、化工生产中。
你的问题
• 1、常用的流量测量仪器有哪些？ • 2、使用皮托管有哪些注意事项？ • 3、转子流量计的结构及工作原理是什么？
一、测速管
1、测速管（皮托管）的结构
2、测速管的工作原理
对于某水平管路，测速管的内管 A点测得的是管口所在 位置的局部流体动压头与静压头之和，称为冲压头 。
pA hA 2 g g
B点测得为静压头
u2
pB hB g
冲压头与静压头之差
p A pB u 2 hA hB g 2g
四、转子流量计
1、转子流量计的结构及工作原理
孔板流量计是利用截面积一 定的孔口产生节流，由孔板前后 的压力差测定流量的流量计。转 子流量计是流体流经节流部分的 前后压力差保持恒定，通过变动 节流部分的截面积来测定流量的 流量计。图是表示转子流量计构 造的示意图。
流量与环隙面积有关，在圆锥形筒与浮子的尺寸固定