孔板流量计简易计算公式应用

孔板流量计简易计算公式应用

介绍孔板流量计的计算公式，通过将简易公式和通用公式的对比，发现简易公式更直观，而且计量误差很小，能够满足生产要求，为维护提供了方便。

关键词计量学；孔板；流量；公式；误差

孔板是典型的差压式流量计，它结构简单，制造方便，使用广泛，主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的，而流出截面是突然扩张的，流体的流动速度(情况)在孔板前后发生了很大的变化，从而在孔板前后形成了差压，通过测量差压可以反映流体流量大小。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方，然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值，如公式（1）所示。

其中Q ——体积流量，Nm3/h；

Qmax——设计最大流量，Nm3/h；∆ P ——实际差压，Pa；

∆ P设——设计最大差压，Pa。

其实这种方法并不能真实反映准确流量，特别是在压力、温度波动(变化)较大的时候，测量出来的流量和真实流量相差较大。所以，流量的计算还需要增加温度、压力补偿。

在孔板通用公式中，增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理，此外还需要孔板设计说明书上的流

量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度等参数，公式比较复杂；经过大量的数据统计获得的简易公式则简单得多，只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力，即可准确获得实际流量值。

1、孔板流量计计算公式；

1.1 通用计算公式：

其中Q----体积流量，Nm3/h； K----系数；

d----工况下节流件开孔直径，mm；ε----膨胀系数；α----流量系数；∆ P----实际差压，Pa；ρ----介质工况密度，kg/m3。

公式（2）中的介质工况密度ρ和温度、压力有关，根据克拉珀龙方程，有（3）

P ----压力，单位Pa；V ----体积，单位m3；T ----绝对温度，K；

n ----物质的量；R ----气体常数。

相同(一定)质量的气体在温度和压力发生变化时，有：

P1----某种状态下气体压强，Pa；V1----某种状态下气体体积，m3；T1----某种状态下气体绝对温度，K；又：

其中K'为常数。这样，从式（9）可以看出，流量的变化随压力、温度和孔板前后差压变化而变化。该公式涉及到很多参数，计算过程复杂，不利于检查。

1.2 简易计算公式

其中Qmax----设计最大流量，Nm3/h；∆ P----实际差压，Pa；

∆ P0----设计差压，Pa；P0----设计工作压力，Pa；

P标----标准大气压力，一般取0.101MPa；

P----实际工作压力，MPa；t----实际工作温度，℃；

P0----设计工作温度，℃。

该公式是通过将差压、压力、温度的实际值和设计值的比值来计算流量，公式简单明了，有利于记忆和检查。而且，在实际使用过程中计量准确，和通用公式计算出来的结果相比较，误差很小。

2、计算实例

以2#高炉氮气总管、2#高炉氧气、2#高炉空气总管和2#高炉齿轮箱氮封氮气孔板为例，用通用计算公式和简易计算公式分别计算并加以比较，可以看出，误差很小。

先查看各孔板设计计算书上给出的详细参数。

2#高炉氮气总管流量孔板参数

3 结语

从表达式看，和通用公式对比，简易公式更直观明了；从测量准确度来看，简易公式和通用公式基本一致；从编程和数据处理上，使用简易公式将可大大降低工作量。目前炼铁厂使用的孔板流量计中，由于种种原因造成孔板原始计算书丢失，较新的流量计可以通过查看孔板编号并向厂家咨询，旧的流量计则很难查到原始数据，这时如果根据简易公式，通过查图纸可以找到设计最大流量、设计压力和设计温度，通过现场孔板配套差压变送器上的量程可以查到设计差压，这样就能

够计算出实际流量值，为流量的准确计量提供了有效途径，此为简易公式的最大意义所在。