孔板计算解读

；
标准节流装置的设计计算
2.雷诺数ReD计算式
4qm Re D ； D 4qV 1 Re D ； D kg 式中： qm 质量流量， kg 1 被测流体密度， s
3 m ； qV --体积流量，
s
；
流体动力粘度，Pa.s； D 管道内径， m；

1 4
加工收缩段 式 加工收缩段 式
2 0.995 0＝ 1＋ A 2 2 1 4 0.984 0＝ 1＋ A 2 2 1 4 0.985 0＝ 1＋ A 2

命题②(计算孔径）的计算
⑥确定差压上限值
4q 1 4 1 p m 2 2 D c 2 1 设 =0.5，C=0.6,代入 4 111.111 1 0.54 1 pcom 0.52 ( 0.233)2 0.6 2 850.908 166259.44 Pa pmax qm max 500 1.5625 pcom qmcom 400 pmax 166259.44 1.5625 259780.37 Pa 园整到系列值，取pmax 250kPa , 故 pcom 160kPa
标准节流装置的设计计算
4.可膨胀系数计算式 （2）喷嘴、文丘里管可膨胀系数ε计算式
2 4 1 1 2 1 1 4 1 式中： 压力比， p2 p1 ；
标准节流装置的设计计算
一、节流装置设计计算的命题
• ①已知节流装置型式，管道内径D，节流开孔直径d，被测流体参数ρ、μ ， 根据测得的差压值△p，计算被测流体qm或qv 。 （用于现场核对投用流量计的测量值） ②已知管道内径D，被测流体参数ρ、μ，管道布置条件，选择流量范围，差 压测量上限△pmax,节流装置型式，计算节流件开孔直径d。 （用于新装设节流装置计算，一般节流装置设计计算就是指此命题） ③已知管道内径D，节流件开孔内径d，被测介质参数ρ、μ，管道布置条件， 节流装置型式，流量范围，计算差压值△p。 （用于现场核对差压计的测量值） ④已知节流装置型式，直径比β，差压△p，流量qm或qv ，被测流体参数ρ、μ， 计算管道内径D和节流件开孔直径d。 （用以确定现场需要的管道尺寸）
命题②(计算孔径）的计算方法
1、已知条件
• ①被测流体（混合介质的组分百分数）。
• ②被测流体流量：最大流量qmmax (或qVmax)，常用流量qmcom (或qVcom) (也可取 0.8qVmax)和最大流量qmmin (或qVmin)。 • ③节流件上游取压孔处被测流体的工作温度t1 。 • ④节流件上游取压孔处被测流体的工作压力p1 (绝对压力） 。 • ⑤20℃时管道内径D20 。 • ⑥管道材料及材料热膨胀系数λD，内表面情况，节流件材料及热膨 胀系数流装置λd 。 • ⑦允许的压力损失△ω 。 • ⑧管道布置情况，上、下游阻流件类型及直管段长度。 • ⑨要求采用的节流装置型式。
2 2 2 2
命题②(计算孔径）的计算
3.计算
求A2 A2 4qmcom
D2
2pcom 1 4 111.111 2 160 103 850.908
2 2 p d D C 2 2 2 p qV d qV D 4 4 4 1 1 1 1 4
C
标准节流装置的选择原则
三、迭代计算法（命题②为例）
② 把已知数组合在方程的一边，将未知数放在方程的另一边 C
2
1 4
＝
4qm
D 2 1p
D
2
2pcom 1
②根据节流装置型式确定 0公式。 ③用迭代法求 值，进行迭代计算， 直到 n n1 0.0001为止。 ④求d 值，d D 0 .
命题②(计算孔径）的计算方法
⑤验算流量 qmcom C

1 4 4
d 2 2pcom 1
qmcom qmcom 流量偏差 qm 100% qmcom 若 qm ≤ 0.2％，则计算合格， 否则需要检查原始数据，重新计算。
偏心孔板 0.607 0＝ 1＋ 0.088 A （各种取压） 2 ¼园孔板 （β≤0.6）
2 0.760 0＝ 1＋ 0.26 A 2
经典文丘里 管 加工收缩段 1 4 2 式
1 4
命题②(计算孔径）的计算
2、辅助计算
• ①工作状态下流体流量测量范围上限值 qmmax=500t/h
•
②计算工作状态下管道内径D D D20 1 D (t 20)
6 233 1 12.78 10 (220 20)
233.5807mm
• ③求工作状态下
m
3
；
标准节流装置的设计计算
3.节流装置开孔直径d和管道内径D计算式
d d 20[1 d (t 20)] ； D D 20[1 D(t 20)] ；
式中：d 20 20℃下节流件开孔直径；
D 20 20℃下管道内径； d 节流件材料膨胀系数； D 管道材料膨胀系数；
1、已知条件
• ①被测流体：水
②流体流量：最大流量qmmax=500t/h；常用流量qmcom =400t/h；最小流量 qmmin=200t/h
• • ③工作压力p1 =14.6MPa(绝压） ④工作温度:t1 =220 ℃
•
• • • •
⑤20℃时管道内径:D20=233mm
⑥管道材料:20 # 钢，新的无缝钢管，管道材料热膨胀系数D 12.78106 mm / mm c ⑦允许压力损失：不限 ⑧管道敷设：如图1.6.1所示 ⑨选用法兰取压标准孔板配DBC型电动差压变送器
2
＝A2
C
2
1 4
＝
4qV
D
2
2p 1
＝A2
C A2为已知量组合的不变量。＝ 1+ A2
2 －1 4

迭代计算
标准节流装置的选择原则
三、迭代计算法（命题②为例）
⑪计算算 0 根据已知条件qm、qm、D、p、1等， 计算出A 2，令＝1，C 取某一固定值C0， 则式为： C 0＝ 1＋ 0 A2
• ⑦确定差压上限值△pmax，若流体为气体应检查是否符合 ≤0.25 的 p1 要求 。
• ⑧求△pcom，一般△pcom＝0.64 △pmax 。 • ⑨确定差压计（或差压变送器）的类型。
p
命题②(计算孔径）的计算方法
3、计算
①根据qmcom、D、1、pcom求A2 A2 4qmcom
标准节流装置的设计计算
4.可膨胀系数ε计算式 （1）孔板可膨胀系数ε计算式
p 1 1 0.351+0.256 4 0.93 8 1 2 p1 式中： 直径比，＝ d ； D 等熵指数； p1 ห้องสมุดไป่ตู้ 节流件上游侧流体静压力。Pa； p2 节流件下游侧流体静压力。Pa； p2 适用范围： 0.75。 p1
命题②(计算孔径）的计算方法
⑥求d 20 值 d d 20＝ 1 d ( t 20) ⑦确定d 20加工公差，d 20＝ 0.0005d 20。 ⑧求压力损失。 ⑨根据 值、阻流件类型确定节流装置 上游侧直管段长度 ⑩验算流量测量不确定度Eqm (或EqV）
命题②(计算孔径）的计算
1 850.9082kg / 3m, 0.124mPa s
命题②(计算孔径）的计算
④ 计算 Re Dcom
4qmcom D 4 111.111 124 106 0.23358 4.88 106 Re Dcom
⑤ 管道粗糙度
K 0.075mm , Ra K / 0.0239 1.02 104 233.58 管道粗糙度符合要求。 Ra / D 0.075 0.0239mm ,
1 4
锥形入口孔板
0.734 2 0＝ 1＋ A 2
1 4
2 0.989 0＝ 1＋ 0.09 A 2
1 4
标准节流装置的选择原则
三、迭代计算法（命题②为例）
⑫计算1 由 0、 、p代入 公式计算 0；由 0、Re D、D代入C公式计算C 0； 由C0、 0、A2代入 公式计算1。 ⑬计算 2 由1、 、p代入 公式计算 1；由1、Re D、D代入C公式计算C1； 由C1、 1、A2代入 公式计算 2。 若满足 n n1 E (一般E=0.0001)，迭代代可停止， 通常进行2～3次迭代即可。
•
•
•
标准节流装置的设计计算
二、计算用公式 1.流量公式
qm qV
C C 1
4

4
1 4 4
d 2 2 1p d
2
2p
1
s
3 m ；qV 体积流量，
kg 式中：qm 质量流量，
s
； D
C 流出系数； 可膨胀性系数； 直径比， d d 节流件开孔直径，m；D 管道内径，m； kg 1 被测流体密度， 。 3 ；p 差压，Pa m
2 1 4
节流件型式
0公式
2 0.9944 0＝ 1＋ 0.118 A 2 1 4
ISA1932喷嘴
长径喷嘴
0.9975 2 0＝ 1＋ A 2
1 4
圆缺孔板 （各种取压）
2 0.634 0＝ 1＋ 0.062 A 2
命题②(计算孔径）的计算方法
2、辅助计算
• ①根据qmmax (或qVmax)确定流量标尺上限值qm (或qV) 。
• ②计算工作状态下管道内径D。 • ③求被测流体工作状态下密度ρ1、粘度μ及等熵指数κ等 。 • ④ 计算ReDcom。 • ⑤根据管道种类、材料和管道内表面状况，求Ra 或K （管道粗糙 度）。 • ⑥求Ra / K或K / D值，检查Ra / K或K / D是否符合标准的要求。
1
12
等熵指数； 直径比， d D ；
p1 节流件上游侧流体静压力。Pa； p2 节流件下游侧流体静压力。Pa； p2 适用范围： 0.75。 p1
标准节流装置的选择原则
三、迭代计算法（命题②为例）
① 用d D变换为下式： C 2 C 2 2 d D qm d 2 1p qm D 2 1p 4 4 4 4 1 1
2 1 4

标准节流装置的选择原则
各种节流件β0的公式
节流件型式
孔板（角接、法兰、 D D 2 取压） Re D 2 105 Re D 2 105
0公式
0.600 0＝ 1＋ 0.06 A 2 2 1 4 0.6 0＝ 1 ＋ A 2