节流式流量测量原理及系统总体设计
节流式差压流量计的测量原理
节流式差压流量计的测量原理
节流式差压流量计是一种基于差压原理测量流量的仪器。
它的工作原理是通过构造一个节流装置，使流体在通过装置时形成一个局部狭窄的截面，从而引起局部压力降低。
然后通过差压变送器测量上下游的压力差，再将差压值转换为流量信号。
节流装置是节流式差压流量计的核心部件。
它通常由一个圆柱形的节流管和两个法兰组成。
节流管的内部直径比法兰的内径小，从而形成一个局部狭窄的通道，使流体在通过时受到阻碍，形成一个压力降。
节流管的形状和尺寸对测量精度有很大的影响，通常需要根据流体性质和流量范围选择合适的节流装置。
差压变送器是另一个重要的部件。
它能够将节流装置上下游的压力差转换为电信号，以便后续的处理和记录。
差压变送器通常由一个测量单元和一个信号处理单元组成。
测量单元包括一个敏感元件和一个放大器，用于测量上下游的压力差；信号处理单元则用于将测量信号转换为标准的电信号输出。
在使用节流式差压流量计时，需要注意一些技术细节。
首先，需要正确的选择节流装置，以确保测量精度和范围符合实际需要。
其次，需要定期校准差压变送器，以保证其测量的准确性和稳定性。
最后，需要注意流体的物理性质和流动状态对测量结果的影响，以便进行相应的修正和调整。
节流式差压流量计是一种简单而有效的测量流量的仪器。
它的测量原理基于差压原理，通过节流装置和差压变送器实现流量测量。
在实际应用中，需要根据流体性质和流量范围选择合适的装置，并注意一些技术细节，以保证测量结果的准确性和可靠性。
节流装置流量系数的测定
节流装置流量系数的测定图 一上图为节流装置测流量的原理图，而我们小组小组则是测量其中的流量系数α。
首先我们得搞懂此图的原理：流体在直径为d1的管道内流动（圆管），通过一孔径为d0的孔板时，流体收缩。
由于惯性关系，流股的最小截面在距孔板后一定距离的截面2处，设最小截面直径为d2.暂不考虑阻力损失，列出截面1及截面2的伯努利方程为：①取α1=α2=1得： ②化简，约分就可以将上式改写成：③令：则有： ④22222111v 21P v 21P ρραα++=+222211v 21P v 21P ρρ+=+ρ)(21212122p p A A A q v -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=02A A =μ10A A m =ρμμ)(2121220p p m A q v --=⑤要想求得其中的α，则就需要求得体积流量，和板前板后的压强差。
我们假定流过的液体为水，即密度已知，孔板上的孔口面积已知。
体积流量就通过液体自孔口流出的公式和下图求得：图 二 根据伯努利方程可有：经过处理有：⑥而其中的ϕ根据书上P61,表5-1选取ϕ=1.0求出不同高度下的速度。
ρα)(2210p p A q v -=gH 2v 2ϕ=222210v 21)1(P v 21P H g ρρρd l k ξ+++=++图 三将图二和图三相连接，图一出水管的速度速度就为图二入口端的速度。
根据图三入口短的直径d 就可以秋熟图三中入口端的体积流量q v ，在图三中测量两端压强的两根管子可以直接读出其高度差h 1-h 2，根据公式可以求出: p 1-p 2=ρg(h 1-h 2). ⑦将⑥、⑦两式带入⑤式当中就可以有：化简可得：通过改变H ，以及读出图三中的高度差h 1-h 2就可以算出流量系数，多次测量求出不同的α，再求其平均值。
)(2g 2210h h g A H -=αϕρραϕ)(2gH 2210h h g A -=。
简述节流式流量计的工作原理
简述节流式流量计的工作原理节流式流量计是一种常见的流量测量仪器，它能够精确地测量液体或气体的流量，并将其转换为电信号输出。
本文将详细介绍节流式流量计的工作原理。
一、节流原理节流原理是指在管道中设置一个狭窄的通道，使得液体或气体通过这个通道时速度加快，从而产生一个压力差。
根据伯努利定律，当液体或气体通过狭窄通道时速度增加，压力就会降低。
因此，在狭窄通道前后分别安装压力传感器，就可以通过测量压力差来计算液体或气体的流量。
二、结构组成节流式流量计主要由以下几个组成部分构成：1. 流量计管：用于引导液体或气体通过狭窄通道，并产生压力差。
2. 压力传感器：安装在狭窄通道前后，用于测量压力差。
3. 温度传感器：用于测量液体或气体的温度。
4. 放大器：将传感器输出的微弱信号放大，并进行滤波和线性化处理。
5. 显示器：用于显示流量计测量出的液体或气体的流量值。
三、工作原理1. 流量计管的作用流量计管是节流式流量计的核心部件，它通常由一个狭窄的通道组成，称为节流口。
当液体或气体通过节流口时，会产生一个压力差，前后两个压力传感器分别测量这个压力差，并将其转换为电信号输出。
2. 压力传感器的作用压力传感器是用来测量液体或气体通过节流口时产生的压力差。
一般来说，前后两个压力传感器采用不同类型的传感器，如差压传感器、静压传感器等。
当液体或气体通过节流口时，前后两个传感器分别测量到不同的压力值，并将其转换为电信号输出。
3. 温度传感器的作用温度传感器主要用于测量液体或气体在流动过程中的温度变化。
由于温度会影响液体或气体密度和黏度等物理特性，因此在进行流量计算时需要考虑温度因素。
4. 放大器的作用放大器主要用于放大传感器输出的微弱信号，并进行滤波和线性化处理，以便将其转换为标准的电信号输出。
通常采用差分放大器、运算放大器等电路来实现。
5. 显示器的作用显示器主要用于显示流量计测量出的液体或气体的流量值。
常见的显示方式有数码管、液晶屏等。
一体化节流式流量计的性能及工作原理
一体化节流式流量计的性能及工作原理随着科学技术的迅猛发展，近年出现了一种性能优良的新型节流式流量计——一体化节流式流量计，它将节流装置和差压变送器做成一体，并通过差压变送器和流量显示设备通过各种模式的通讯，构成了一个完整的流量检测系统。
它继承了传统节流式流量计介质适应性好(液体、气体、蒸汽通用)，无运动部件、无须实流标定、压力高等优点；克服了传统节流式流量计范围度小、维护环节多、结构分散、检定周期短、压损大、准确度低的缺点；引入了定值节流件的概念；使其优点发扬光大，赋之以新的生命力。
它集合了定值节流装置、新型差压变送器、流量显示设备、计算机、先进的加工工艺等现代技术，使节流式流量计跨上了一个新台阶。
本文将针对其独特的结构设计和软件技术作一简单的介绍。
1将节流装置和差压变送器做成一体。
在测量蒸汽时，采用专利技术——防冻隔离器。
将节流装置和差压变送器做成一体，不仅保证了节流装置的安装精度，而且结构简化，减小了故障率，不需要伴热、保温及冷凝器。
传统节流式流量计在测量蒸汽时，为了使导压管中的蒸汽冷凝，并使正负导压管中的冷凝液面有相等的高度，且保持恒定，在正负导压管线中都各装有一个冷凝器。
同时为了保证差压变送器在寒冷的环境中正常工作，还须配有伴热保温装置，其结构庞大复杂，而且浪费能源。
一体化节流式流量计采用了特有的防冻隔离器，在测量蒸汽时，不需伴热、保温及冷凝器，使结构大为简化，便于现场安装。
不仅节约了大量的能源，而且仪表维护量大大减少。
该产品已获得国家专利。
传统的节流式流量计结构分散，对现场的安装要求很高，节流件偏心(不同轴度)、节流件不垂直、节流件附件或环室尺寸产生台阶、偏心等都会使流出系数偏离标准值，影响测量精度。
节流装置与差压变送器连接的引压管线是节流式流量计的一个薄弱环节，据统计约70%的故障(如堵塞、泄漏、冻结等)发生在此部分，因此，把这两部分做成一体缩短引压管线是解决此问题的根本办法。
引压管线的改进还使仪表的动态特性得到改善，这对于自控系统有重要意义。
节流式流量计测量的原理
节流式流量计测量的原理
节流式流量计是一种通过测量流体通过节流部件的压力差以确定流量的流量计。
其原理基于以下两个方面：
1. 贝努利定律：根据贝努利定律，当流体通过节流部件时，流体的速度将增加，而静压将降低。
这是因为流体通过节流部件时，流经面积变小，速度增加，根据贝努利定律的能量守恒原理，流体的静压将相应降低。
2. 流量和压差之间的关系：根据伯努利方程，流体通过节流部件时，节流部件两侧的静压差正比于流量的平方。
这意味着流量的大小可以通过测量节流部件两侧的压力差来确定。
基于以上原理，节流式流量计利用一个测量元件（例如孔板、喷嘴、出口锥等）在流体管道中形成节流，通过测量节流部件两侧的压力差来反推流体的流量。
通过校准和标定，可以将测得的压差转换成对应的流量数值。
节流式流量计
复杂，精确度难于提高；
•
2、范围度窄，由于流量系数与雷诺数有
关,一般范围度仅3∶1～4∶1；
•
3、有较长的直管段长度要求，一般难于
满足。尤其对较大管径，问题更加突出；
•
4、压力损失大；
•
5、孔板以内孔锐角线来保证精度，因此
传感器对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，长
期使用精度难以保证，需每年拆下强检一次；
罗洛斯管 罗洛斯管结构如图所示。它由入口段、入口锥管、喉部锥管、 喉部和扩散管组成。入口锥管的锥角为40o，喉部锥角为7o， 扩散管锥角为5o，上游取压口采用角接取压，其取压口紧靠 入口锥角处，下游取压口在喉部长度的一半，即d／4处
文丘里流量计特点
• (1)对流体产生的阻力小，约150Pa因此能耗低。 • (2)压差大，精度高，测量范围宽。 • (3)稳定性好，有平滑的压差特性。 • (4)使用范围宽，一般气体、烟气、含杂质较多的高炉煤气等，长期使用不发生堵塞现象。 • (5)安装方便，便于长期维护。 • (6)前后直管段比标准节流装置短，约前1.5D后1D。 • (7)具有在线温度、压力自修正一体化结构
由于喷嘴采用圆弧形轮廓结构因而它压损较小，所 需直管段短，精度高
充满管道的流体，当它们流经管道内的节流装置时， 流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩，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，所以标准喷嘴可以通过 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。 智能 节流装置（标准喷嘴）是集流量、温度、压力检测 功能于一体，并能进行温度、压力自动补偿的新一 代流量计，该孔板流量计采用先进的微机技术与微 功耗新技术，功能强，结构紧凑，操作简单，使用 方便
节流式流量计测量原理及流量方程
节流式流量计测量原理及流量方程摘要: 流式流量计是目前工业生产中用来测量液体、气体或蒸汽流量的最常用的一类流量仪表，其使用量占整个工业领域内流量计总数的一半以上。
节流式流量计由节流元件、引压管路、三阀组和差压计组成，如图1 所示。
节流式流量计的特点...流式流量计是目前工业生产中用来测量液体、气体或蒸汽流量的最常用的一类流量仪表，其使用量占整个工业领域内流量计总数的一半以上。
节流式流量计由节流元件、引压管路、三阀组和差压计组成，如图1 所示。
节流式流量计的特点是：结构简单，使用寿命长，适应性较广，能够测量各种工况下的单相流体和高温、高压下的流体流量；发展早，应用历史长，有丰富、可靠的实验数据，标准节流装置的设计加工已标准化，无需标定就可在已知不确定度范围内进行流量测量。
但安装要求严格；测量范围窄，一般量程比为3：1；压力损失较大，精度不够高（±1％～±2％）。
节流式流量计中产生差压的装置称节流装置，其主体是一个流通面积小于管道截面的局部收缩阻力件，称为节流元件。
当流体流过节流元件时产生节流现象，在节流元件两侧形成压力差，在节流元件、测压位置、管道条件和流体参数图1 节流式流量计组成1-节流元件；2-引压管路；3-三阀组；4-差压计一定的情况下，节流元件前后压力差的大小与流量有关。
因此，可以通过测量节流元件前后的差压来测量流量。
流体流经节流元件时的压力、速度变化情况如图2 所示。
从图中可见，稳定流动的流体沿水平管道流动到节流件前截面l 之后，流束开始收缩，位于边缘处的流体向中心加速，流束中央的压力开始下降。
由于流动有惯性，流束收缩到最小截面的位置不在节流件处，而在节流件后的截面2 处（此位置随流量大小而变），此处的流速u2 最大，压力P2 最低。
过截面2 后，流束逐渐扩大。
在截面3 处，流束充满管道，流体速度恢复到节流前的速度（u1＝u3）。
由于流体流经节流件时会产生漩涡及沿程的摩擦阻力等造成能量损失，因此压力P3 不能恢复到原来的数值P1。
节流孔板流量计算
节流孔板流量计算节流孔板流量计是一种常用的流量测量设备，它通过测量流体通过节流孔板时的压差来计算流量。
下面将详细介绍节流孔板流量计的原理、结构和应用。
一、原理节流孔板流量计的原理是利用流体通过节流孔板时产生的压差与流量之间的关系来进行流量测量。
当流体通过节流孔板时，由于节流孔板对流体的阻力作用，流体的速度增加，压力降低。
节流孔板流量计通过测量流体进出节流孔板前后的压差来间接计算流量。
二、结构节流孔板流量计主要由节流孔板、法兰和压差变送器组成。
节流孔板通常是由金属材料制成，表面有一定的形状，如圆形、方形等。
法兰用于连接节流孔板和管道，确保流体能够顺利通过节流孔板。
压差变送器用于测量进出节流孔板前后的压差，并将其转化为电信号输出。
三、应用节流孔板流量计广泛应用于各个领域的流量测量，特别是液体和气体的流量测量。
它具有结构简单、使用方便、价格低廉等优点，被广泛应用于化工、石油、冶金、水处理等行业。
在化工领域，节流孔板流量计常用于测量各种液体的流量，如酸、碱、溶剂等。
它可以通过改变节流孔板的孔径来适应不同流量范围的测量需求。
在石油行业，节流孔板流量计常用于测量原油、天然气等流体的流量。
它可以在高温高压的环境下正常工作，并且能够承受一定的腐蚀。
在冶金行业，节流孔板流量计常用于测量熔融金属、高温气体等流体的流量。
它可以通过对节流孔板的材料和结构进行优化，提高测量的准确性和稳定性。
在水处理行业，节流孔板流量计常用于测量自来水、废水等流体的流量。
它可以通过对节流孔板的孔径和形状进行调整，适应不同流体的测量需求。
总结起来，节流孔板流量计是一种常用的流量测量设备，它通过测量流体通过节流孔板时的压差来计算流量。
它具有结构简单、使用方便、价格低廉等优点，并广泛应用于化工、石油、冶金、水处理等行业。
在实际应用中，我们需要根据具体的流体性质和测量要求选择合适的节流孔板流量计，并正确安装和使用，以确保测量的准确性和稳定性。
节流流量计结构与原理
节流流量计结构与原理节流流量计是一种用于测量和监控流量的仪器。
它广泛应用于水、气体、油和其他流体的流量测量领域。
本文将介绍节流流量计的结构和工作原理。
节流流量计的结构主要包括节流装置、差压传感器和显示装置。
节流装置通常由一个小孔或狭窄的通道组成，流体通过这个通道时会产生压力降。
差压传感器用于测量流体通过节流装置时的压力差。
显示装置则用于显示流体的流量。
节流装置是节流流量计的核心部件。
它可以通过改变通道的形状和大小来控制流体的流速和流量。
常见的节流装置有孔板、喷嘴、节流阀等。
这些装置在流体通过时会引起阻力，从而使流体的流速降低，进而产生压力降。
根据流体力学原理，流体通过节流装置时的压力降与流速成正比。
差压传感器是用于测量流体通过节流装置时的压力差的装置。
它通常由两个压力传感器和一个计算单元组成。
压力传感器分别测量节流装置前后的压力，计算单元则根据这些压力值计算流体的流速和流量。
差压传感器的原理是根据流体静压的变化来计算流速和流量。
流体通过节流装置前后的压力差越大，流速也就越大。
显示装置用于显示流体的流量。
它可以是一个数码显示屏，也可以是一个指针式仪表。
显示装置通过与差压传感器连接，将测量得到的流速和流量值显示出来。
一般来说，显示装置会同时显示实时流量和累计流量。
实时流量指的是流体当前的流速，而累计流量则是流体通过节流装置的总体积。
总结起来，节流流量计通过节流装置、差压传感器和显示装置来测量和监控流体的流量。
节流装置控制流体的流速，差压传感器测量流体通过节流装置时的压力差，显示装置将测量得到的流速和流量值显示出来。
节流流量计在工业生产和科学研究中有着广泛的应用，可以帮助人们更好地了解和控制流体的流动情况。
节流式流量测量原理及系统设计
摘要在热力发电厂中，流体（水、蒸汽、油等）的流量直接反映设备的负荷高低，工作状况和效率等运动情况。
因此连续监视流体的流量对热力设备的安全、经济运行及能源管理有着重要意义。
通过对流体流量知识的学习，我们具备了灵活运用知识的能力，提高了解决工程实际问题的能力。
在工业生产中，不论是生产过程控制还是成本核算，通常需要准确地知道流体的质量流量，因此需要有能直接测定流体质量流量的质量流量计。
质量流量计的输出信号不受流体压力、温度等参数改变引起的流体密度变化的影响，因此测量准确度有很大提高。
关键词：流体流量，节流装置，温度、压力补偿，质量流量计目 录第一章 节流式流量测量原理及系统设计1.1 节流式流量测量原理在管道内装入节流件，流体流过节流件时流束收缩，于是在节流件前后产生差压，对于一定形状和尺寸的节流件，一定的测压位置和前后直管道情况，一定参数的流体，和其他条件下，节流件前后产生的差压值随流量而变，并且两者之间有确定的关系。
因此可通过测量差压来测量流量。
在工业生产中，不论是生产过程控制还是成本核算，通常需要准确地知道流体的质量流量，因此需要有能直接测定流体质量流量的质量流量计。
目前，质量流量计可分三大类：直接式，推导式，温度、压力补偿式三种。
本次题目要求用温度、压力补偿式质量流量计，其工作原理为：测量流体的体积流量、温度和压力值，根据已知的被测流体密度与温度、压力之间的关系，通过运算，把测得的体积流量数值自动换算到标准状态下的体积流量数值。
对于测量vq 2ρ的差压式流量计，可按下式进行温度、压力补偿：Tpp C T p pT p K p K pKq q v m ∇=∇=∇=∇==2000ρρρρρ式中 2C —常数，02p T C ρ=。
从上式可知，只要测得差压式流量计的差压值和温度、压力值就能求得质量流量值。
又因被测介质为空气，其质量流量测量的温度、压力补偿系统原理图如附件1所示。
1.2 系统总体设计节流式流量计主要由节流件，差压计组成，通过节流件产生差压，再由差压计测得流量，系统的总体设计如图1—2图1—2 系统的总体设计图第二章标准节流件及取压装置2.1 标准节流件节流件的形式很多：有孔板、喷嘴、文丘利管、1/4圆喷嘴等。
第七章节流式流量计(新)
流量公式的实用形式:
qm 0.004
qm 0.004
qV 0.004
qV 0.004
C
1 4 C
1
C 1
C 1
4
dt
2
2
1p
2
4
Dt
d t
2
1p
2
p
4
1
2
Dt
p
1
流量公式中各量的单位为：体积流量qV—m3/h；质量流量 qm——Kg/h；直径d或D—mm；密度ρ1—kg/m3；差压 Δp—Pa。
d/ d
d D
（收缩系数） （截面比）
p A pB p1 p2
（取压系数）
可写成：
vB
CB C A 2 4
2
p1 p2
所以，可得质量流量：
qm
4
d vB
/2
CB C A 2 4 4
d 2 2 p1 p2
2、标准喷嘴（ISA 1932喷嘴）的C值及其不确定度 求 取 标 准 喷 嘴 C 值 的 原 始 实 验 是 在 相 对 粗 糙 度 Kc /D≤3.8×10-4的管道中进行的，但只要喷嘴上游侧至少 有10D的长度的管道的粗糙度在前节规定的限值之内，C 值仍然可用。 标准喷嘴的流出系数C由下式给出： 对于角接取压标准喷嘴（ISA 1932喷嘴） ：
● 分类：节流式流量计有标准化和非标准化两类。是非通 用仪表，即安装在生产过程中使用着的节流式流量计仅适 用于该地的情况和工况。因此节流式流量计是根据要求具 体设计、安装、使用的。
● 标准节流装置的设计计算要严格遵循标准节流装置设计、 安装和使用的国家“标准”( GB／T2624—93)或国际“标 准” (ISO5176—1) 。按“标准”进行设计、安装、使用 的标准节流装置，其流量与差压的关系按理论公式标定， 并有统一的基本误差、计算方法，一般不需要进行实验标 定或比对。
各种流量计工作原理、结构图.
第一节节流式流量检测如果在管道中安置一个固定的阻力件，它的中间是一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件的小孔时，由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。
它与流量(流速)的大小有关，流量愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流量。
把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流件。
作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。
标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管，如图9.1所示。
对于标准化的节流件，在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序；可直接按照标准制造、安装和使用，不必进行标定。
图9.1 标准节流装置特殊节流件也称非标准节流件，如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4圆缺喷嘴等，他们可以利用已有实验数据进行估算，但必须用实验方法单独标定。
特殊节流件主要用于特殊；介质或特殊工况条件的流量检测。
目前最常见的节流件是标准孔板，所以在以下的讨论中将主要以标准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。
一、检测原理设稳定流动的流体沿水平管流经节流件，在节流件前后将产生压力和速度的变化，如刚9.2所示。
在截面1处流体未受节流件影响，流束充满管道，管道截面为A1，流体静压力为p1，平均流速为v1，流体密度为ρ1。
截面2是经节流件后流束收缩的最小截面，其截面积为A2，压力为P2，平均流速为v2，流体密度为ρ2。
图9.2中的压力曲线用点划线代表管道中心处静压力，实线代表管壁处静压力。
流体的静压力和流速在节流件前后的变化情况，充分地反映了能量形式的转换。
在节流件前，流体向中心图9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况 加速，至截面2处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。
然后流束扩张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3处。
由于涡流区的存在，导致流体能量损失，因此在截面3处的静压力P 3不等于原先静压力p 1，而产生永久的压力损失p δ。
节流式流量计的工作原理
节流式流量计的工作原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠节流式流量计的工作原理哈。
你看啊，这节流式流量计就好比是一个特别会“算计”的小管家。
它是咋工作的呢？简单来说，就是让流体在管道里跑的时候，给它设个“关卡”。
就像咱走在路上，突然有个狭窄的地方，人就得挤过去一样。
流体通过节流装置的时候，也会被“挤”一下。
这一挤可就有讲究啦！因为流体的流速啊压力啊啥的都会发生变化。
咱可以把这个节流装置想象成一个神奇的“门”，流体要想过去，就得留下点“买路钱”。
这个“买路钱”就是一些关于流量的信息。
然后呢，我们通过一些仪器啊啥的，就能知道流体到底流了多少啦。
你说这是不是很有意思？它就这么默默地工作着，帮我们把流体的流量情况摸得透透的。
比如说，水在水管里流，我们怎么知道流了多少水呢？这时候节流式流量计就派上用场啦！它能准确地告诉我们水的流量情况。
再想想，要是没有它，那我们对流体的流量不是两眼一抹黑嘛！那可不行，就像咱过日子不知道家里花了多少钱一样，心里没底呀！
节流式流量计就像是我们的好帮手，虽然它不言不语，但是默默地为我们的各种工程啊、生产啊啥的提供着重要的数据。
它能让我们更好地控制和管理流体，让一切都井井有条的。
你说它是不是很了不起？别看它小小的，作用可大着呢！它就像是一个低调的幕后英雄，默默地为我们的生活和工作贡献着力量。
所以啊，我们可不能小瞧了它哟！这就是节流式流量计的工作原理啦，咱都明白了不？。
标准节流装置流量测量系统(检测部分)设计
引言随着现代热力发电厂机组的日益向大容量、高参数发展和自动化水平的日益提高，对热工测量的准确性、可靠性等要求也越来越高，测点数量越来越多，采用新原理、新材料和新结构的热工仪表不断涌现。
标准节流装置流量测量系统是通过大量试验总结出来的，该装置一经加工完毕便可以直接投产使用，无须进行实际标定。
这种测量方法经过长期的研究和使用，数据，资料比较齐全，对几种常用的节流方式，各国已制定了标准规定，根据规定的条件和计算方法设计出的节流装置可直接投入使用。
在工业生产中，不论是生产过程控制还是成本核算，通常需要准确地知道流体的质量流量，因此需要有能直接测定流体质量流量的质量流量计。
质量流量计的输出信号不受液体的压力温度改变引起的流体密度变化的影响，因此测量准确度有很大提高。
在被测参数密度变化的情况下无法得到准确的质量流量数值。
第一章节流式流量测量原理及系统总体设计1.1 节流件测量原理在管道内装入节流件，流体流过节流件时流束收缩，于是在节流件前后产生差压，对于一定形状和尺寸的节流件，一定的测压位置和前后直管道情况，一定参数的流体，和其他条件下，节流件前后产生的差压值随流量而变，并且两者之间有确定的关系。
因此可通过测量差压来测量流量。
标准节流装置只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，并要求流体充满管道；在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质；流速小于音速，流动属于非脉动流；流体在流过节流件前，流束与管道轴线平行，不得有旋转流。
1.2 系统总体设计温度、压力补偿式质量流量计的基本原理是，测量流体的体积流量、温度和压力值，根据已知的被测流体密度与温度、压力之间的关系，通过运算，把测得的体积流量数值自动换算到标准状态下的体积流量数值。
由于被侧流体种类一定后，其标准状态下的密度ρ0是定值，所以标准状态下的体积流量就代表了流体的质量流量值。
连续测量温度、压力比连续测量密度容易。
因此工业上所用的质量流量计多采用这种原理。
自动检测技术6.6节流流量计
差压式流量计的输出信号就是节流件前后取出的差压信号。不 同的取压方式，即取压孔在节流件前后的位置不同，取出的差压 值也不同。所以，不同的取压方式，对同一个节流件的流出系数 也将不同。
角接取压法、法兰取压法、Ｄ-Ｄ/2取压法（也称径距取压法）
6.6.2 标准节流装置
（2）取压方式和取压装置
流出系数C： ISO5167-2003
qV
CA0
1 4
2 P1 P2
• 对于可压缩流体： 1 2
qV
C d 2 1 4 4
2 P1 P2
qm
C d 2 1 4 4
2 (P1 P2 )
取节流件前 的密度 1
C f (Re, ) ——根据实际工况在线迭代计算
f ( , p2 p1 , ) ——根据实际工况在线计算 注：对于不可压缩流体 1 , 对于可压缩流体 1
6.6.2 标准节流装置
流体条件：满管流， 单相流，定常流， 无相变流，无旋流。 标准节流装置：标 准节流件、符合标 准的取压装置和前 后直管段三部分组 成。
6.6.2 标准节流装置
（1）标准节流件
①标准孔板。标准孔板 是一块具有圆形开孔、 与管道同心、直角入口 边缘非常锐利的薄板。 用于不同的管道内径和 各种取压方式的标准孔 板，其几何形状都是相 似的。孔板的轴向截面 如图所示。对图中的 Ａ、Ｂ、Ｅ、ｅ、Ｆ、 Ｇ （Ｈ和Ｉ）及ｄ 的 要求，标准中均有具体 规定
②迭代计算：
X n qmn Cn1 A1
支架 γθ
锥体
尾部取压口
6.6.1节流装置的测量原理和流量方程
（1）测量原理和流动情况 常见标准节流件
1）标准孔板
2）标准喷嘴
节流式差压流量计原理
节流式差压流量计原理基本原理充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图1所示，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。
流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。
这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。
压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。
图1 孔板附近的流速和压力分布流量方程式中q m--质量流量，kg/s;q v--体积流量，m3/s;C--流出系数；ε--可膨胀性系数；β--直径比，β=d/D;d--工作条件下节流件的孔径，m；D--工作条件下上游管道内径，m；△P--差压，Pa；ρl--上游流体密度，kg/m3。
由上式可见，流量为C、ε、d、ρ、△P、β(D)6个参数的函数，此6个参数可分为实测量[d，ρ，△P，β(D)]和统计量(C、ε)两类。
(1)实测量1)d、D 式(4．1)中d与流量为平方关系，其精确度对流量总精度影响较大，误差值一般应控制在±0．05％左右，还应计及工作温度对材料热膨胀的影响。
标准规定管道内径D 必须实测，需在上游管段的几个截面上进行多次测量求其平均值，误差不应大于±0．3％。
除对数值测量精度要求较高外，还应考虑内径偏差会对节流件上游通道造成不正常节流现象所带来的严重影响。
因此，当不是成套供应节流装置时，在现场配管应充分注意这个问2)ρ ρ在流量方程中与△P是处于同等位置，亦就是说，当追求差压变送器高精度等级时，绝不要忘记ρ的测量精度亦应与之相匹配。
否则△P的提高将会被ρ的降低所抵消。
3)△P 差压△P的精确测量不应只限于选用一台高精度差压变送器。
实际上差压变送器能否接受到真实的差压值还决定于一系列因素，其中正确的取压孔及引压管线的制造、安装及使用是保证获得真实差压值的关键，这些影响因素很多是难以定量或定性确定的，只有加强制造及安装的规范化工作才能达到目的。
浅析节流装置的流量测量
浅析节流装置的流量测量山钢集团莱芜分公司设备管理部/计控计量部271104摘要：节流装置的流量测量是工业生产中的常见测量气体、液体以及蒸汽流量的方式，在测量中需要将公称的直径与径比调整到合适的数值，才能保障节流装置测量流量的精确程度以及节能效果。
一旦没有选择合适的公称的直径与径比就会导致节流装置的节能情况以及测量情况受到影响。
文章以节流装置的研究为主题，分析节流装置流量测量过程中影响精确程度的原因，提出一些建议用来提高节流装置测量流量的精密以及节能效果。
关键词：节流装置;流量测量;建议一、引言在工业生产中，节流装置测量流量的使用高达百分之七十，那么如何保障测量的准确性以及节能性就成为了节流装置的研究重点，经过分析我们知道，节流装置的正常使用需要选择合适的公称直径与径比[1]。
因此，我们应当从影响因素入手，找到一些合适的节流装置使用原则，提高仪器的精确度。
二、节流装置的研究现状标准孔板、三类喷嘴和文丘里管是工业生产中应用较为广泛的三类节流装置，但是这三类节流装置都存在一些缺陷。
首先，他们的测量具有重复性，在测量过程中，精确度只能维持在中等水平，并且精确度难以提高，通过国外的研究我们发现，只有通过对流体流过孔板的流场进行微观分析，才可能会在节流装置的精确度提升上有所突破。
其次，这些节流装置的测量范围相对狭窄，一般比例为三比一到四比一，研究认为，压差导致节流装置的测量不准确的原因有两个，其一是压差与流量的正比例关系，压差变送器的量程还存在不足，其二，是流出系数的非线性，随着变压发送器的不段发展，目前我们已经可以做到将量程扩展到一比十。
再者，就是节流装置中需要较长的直管段，节流装置的节流比例不相同这就导致对直流管段的要求也会有所差异。
最后就是节流装置的压力损失过大，除了传统文丘立管和其他流量管的压力损失，孔板和三类喷嘴的压力损失也达到了百分之八十左右[2]。
目前，在针对节流装置的研究中，一些工作人员希望解决传统节流装置存在的问题，对孔板等其他节流装置作出了实验研究，为了适应直管的需要，做了很多调整，为了减少压力对节流装置造成的损失，我们需要尝试改变孔板的形状。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录引 言 .................................................................. 1 第一章 节流式流量测量原理及系统总体设计 .. (2)1.1 节流件测量原理 ................................................. 2 1.2 系统总体设计 ................................................... 2 第二章 标准节流件差压计及取压装置 .. (4)2.1 标准节流件 ..................................................... 4 2.2 差压计 ......................................................... 5 2.3 取压装置 ...................................... 错误！未定义书签。
第三章 关键参数计算及检验计算 (7)3.1已知条件 ........................................................ 7 3.2 准备计算 . (7)3.2.1 求介质密度1ρ、介质动力粘度及η管道材料膨胀系数D λ (7)3.2.3 计算正常流量Re Dch 和最小流量下的雷诺数Re DMIN (8)3.2.4 确定差压计类型及量程范围 ................ 错误！未定义书签。
第四章 重要参数的计算及校验 (8)4.1 确定β值及节流件开孔直径 (8)4.1.1 常用流量下的差压值ch P ∆ ................................... 8 4.1.2 迭代计算β值和d 值 (9)4.1.3 迭代计算 ................................................. 9 4.2 确定压损 ...................................................... 11 4.3 确定节流件的开孔直径20d ....................................... 12 4.4 确定直管段长度对管道粗糙度的要求: ............................. 12 4.5 标准节流装置流量结果不确定度 .................................. 12 第五章 系统的安装及使用说明 . (14)5.1流量装置和差压计的安装连接系统图 ............................... 14 5.2 元件的安装 .................................................... 14 5.3 使用说明 ...................................................... 14 结 论 ................................................................ 15 参考文献 .. (16)引言20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。
至今，据称已有上百种流量计投向市场，在使用过程中许多棘手的难题渴望获得解决。
因此，流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用标准节流装置流量测量系统是通过大量试验总结出来的，该装置一经加工完毕便可以直接投产使用，无须进行实际标定。
这种测量方法经过长期的研究和使用，数据，资料比较齐全，对几种常用的节流方式，各国已制定了标准规定，根据规定的条件和计算方法设计出的节流装置可直接投入使用。
采用这种方法测量流量，精度可达1%，测量范围为3:1，测量元件寿命较长，应用较广泛，几乎可以测量各种工况下的单相流体的测量。
不足之处是压损大，仪表刻度为非线性，有时维护工作量较大。
第一章 节流式流量测量原理及系统总体设计1.1 节流件测量原理在管道内装入节流件，流体流过节流件时流束收缩，于是在节流件前后产生差压，对于一定形状和尺寸的节流件，一定的测压位置和前后直管道情况，一定参数的流体，和其他条件下，节流件前后产生的差压值随流量而变，并且两者之间有确定的关系。
因此可通过测量差压来测量流量。
标准节流装置只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，并要求流体充满管道；在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质；流速小于音速，流动属于非脉动流；流体在流过节流件前，流束与管道轴线平行，不得有旋转流。
节流变压降流量计的显示仪表就是差压计，其标尺是按求得的流量与差压间的关系，以流量值刻度的。
1.2 系统总体设计温度、压力补偿式质量流量计的基本原理是，测量流体的体积流量、温度和压力值，根据已知的被测流体密度与温度、压力之间的关系，通过运算，把测得的体积流量数值自动换算到标准状态下的体积流量数值。
由于被侧流体种类一定后，其标准状态下的密度ρ0是定值，所以标准状态下的体积流量就代表了流体的质量流量值。
连续测量温度、压力比连续测量密度容易。
因此工业上所用的质量流量计多采用这种原理。
若被侧流体为低压范围内的气体，则可用用理想气体状态方程，即: TT P P =000ρρ （1-1） 式中ρ——热力学温度T 、压力为P 工作状态下的气体密度；ρ0——热力学温度T O 、压力为P 0标准状态下的气体密度。
此时，对于体积式流量计或速度式流量计测得的流体体积流量q v ，可经过下是进行温度，压力补偿后得到质量流量m q ：vv v m q C q q q 01000P P =T T ⨯P P ==ρρ （1-2）式中C 1——常数，001ρTT C =。
对于测量2v q ρ的差压式流量计，则可按下式进行压力温度补偿Tpp C T T p p p K p K pKq q v m ∆=∆=∆=∆==2000ρρρρρ （1-3） 式中C 2——常数，02p T K C ρ= 从上式可知，只要测得差压式流量计的差压值和温度、压力值就能求得质量流量值。
气体质量流量计的温度、压力补偿系统原理图详见附件Ⅰ。
第二章标准节流件差压计及取压装置2.1 标准节流件节流件的形式很多：有孔板、喷嘴、文丘利管、1/4圆喷嘴等。
用得最广泛的节流件是孔板和喷嘴，这两种形式的节流件的外形、尺寸已标准化，并同时规定了它们的取压方式和前后直管段要求，总称为“标准节流装置”，通过大量试验求得了这类标准节流装置的流量与差压的关系，以“流量测量节流装置国家标准”的形式公布。
标准节流装置只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，并要求流体充满管道；在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质；流速小于音速，流动属于非脉动流；流体在流过节流件前，流束与管道轴线平行，不得有旋转流。
如图2—1所示，标准节流装置包括：节流件、取压装置、节流件上游侧第一个阻力件、第二个阻力件，下游侧第一个阻力件以及在它们之间的直管段：图2—1 整套节流装置示意图1—上游侧第二个局部阻力件；2—上游侧第一个局部阻力件；3—节流件； 4—下游侧第一个局部阻力件关于标准节流件的形式，目前国标规定如下：标准孔板和标准喷嘴。
国际上还有一些其他的已标准化了的节流件，如径距取压（即D和0.5D取压，D为管道内径）标准孔板，径距取压长径喷嘴（亦称ASME喷嘴），古典文丘利管和文丘利喷嘴等。
本次课设用标准喷嘴，其结构如图2—2所示。
图2—2 标准喷嘴角接取压标准喷嘴适用于D=50～500mm ；8.03.0≤≤β；当44.03.0≤≤β时；10000000Re 70000≤≤D ，当80.044.0≤≤β时，10000000Re 20000≤≤D 。
标准喷嘴制造安装的其他要求是：1)在各处测得的E 值之间的最大差值和各处测得的e 值之间的最大差值均不得超过0.001D ；2)喷嘴必须与管道轴线垂直安装，其偏差不超过±1度；3)若E ≤0.02D ，则可以不做成1545±度的圆锥形出口，这样的喷嘴适用于测量双向流动的流体，但这时要求下游端面的标粗糙度和边缘尖锐度必须与上游端面的相同；2.2 差压计差压计类型类型根据投资费用和准确度要求选取，可参考参考文献[1]附录表Ⅱ-13，本设计选用准确度等级为0.25的电容式差压变送器。
选择差压计量程的原则是,在保证压损不超过允许压损∆ωy 的条件下，选用较大的差压计量程上限，从而使β值较小，并尽可能使β在0.5-0.6围内为好。
这是由于β值愈小，用要求直管段愈短；β较小时在较低的雷诺数下C 值就趋于稳定不变；β较小时对管道粗糙度要求较低；β小于0.6时C 值误差较小等。
但β过小，除会造成过大的压力损失外，还会使d 值过小而加工不变。
对于标准孔板，过小的d 值使孔板入口边缘的尖锐度要求难于保证，从而引起较大的测量误差。
特别应注意，对于可压缩性流体，应使∆p/p 1<0.25。
对于压力损失有严格限制的情况，可先按允许压力损失Δωy 来估算压力计量程上限，计算结束时再 验算压力损失是否超过。
如超过，则降低差压计上限重算。
对于孔板，可用式y max 5.22p ω∆≤∆）—（估计；对于喷嘴，可用式y ω∆≤∆)5.3~3(P max 估算。
对于接近于饱和温度的液体，为使其通过节流件时不发生相变，应使[]S P P )3.12.1(p 1max --≤∆,其中S P 为工作温度下该液体的饱和压力。
本设计差压计量程上限max p ∆按下式计算： a p y 33max1021010605.35.3p ⨯=⨯⨯=∆=∆ω （2-1）参考附录表Ⅱ—13，可选用1151DP 电容式差压变送器，其量程范围a 9.81P 3810~635⨯）（，静压力为14Mpa 。
变送器差压量程调整在a P 10210~03⨯。
流量指示仪表的刻度上限流量是有规定的，即为1，1.25，1.6，2，2.5，3.2，4，5，6.3，n108⨯，其中n 为正或负整数。
本课设最大流量为180t/h,所以流量计刻度上限mmax q 定为200t/h 。
验算25.00639.0102874.3/10210/p 63max <=⨯⨯=∆p ,符合规定。
第三章 关键参数计算及检验计算3.1已知条件1．被测介质：可压缩流体过热蒸汽；2．流量测量范围(质量流量)：max m q =180t/h ，mch q =140t/h ，min m q =90t/h ； 3．流体状态参数：工作压力1p =3.2874MPa(绝对压力)，工作温度t=420℃； 4．允许压损：δp ≤0.06MPa ； 5．管道内径：D 20=258.017mm ；6．管道材料：12CrMoV 新热拉无缝钢管； 7．节流件型式：由设计者自定； 8．管道敷设情况：如图3.1所示图3—1 管道情况图3.2 准备计算3.2.1 求介质密度1ρ、介质动力粘度及η管道材料膨胀系数D λ根据介质的压力P 1:1P =3.2874MPa (绝对压力)，工作温度t=420C 0，查附录表Ⅱ-1，介质的动力粘度 η=25.25699610-⨯Pa ·S ； 从附录表Ⅱ-2中查得介质密度 1ρ=10.7060Kg/3m ； 过热蒸汽 k=1.3；根据管道材料12CrMoV 和工作温度t=420C o ，从附录表Ⅱ-3中查得管道材料线膨胀系数D λ=161020.13--⨯C o3.2.2计算t D :()[]()[])(3793.259204201020.131017.258201620mm D t D D t D t ≈-⨯⨯+⨯=-+=-λ（3-2）3.2.3 计算正常流量Re Dch 和最小流量下的雷诺数Re DMINRe Dch =ηπt mchD q 4= )36001026.2510259.4140)/(1000(46-3⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-π-6107.557⨯= （3-3）)36001026.25104.259/()10904(4Re 633minmin ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--πηπt m D D q 6104.8588⨯= （3-4）第四章 重要参数的计算及校验4.1 确定β值及节流件开孔直径4.1.1 常用流量下的差压值ch P ∆因为 []23332max ch max ch 10200)10140(10210q ）（⨯÷⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆P q P310102.9⨯= （4-1）4.1.2 迭代计算β值和d 值β＝25.02)11(-+X（4-2） dt=Dt 25.022)1(XX + （4-3） 4.1.3 迭代计算计算A 值：A=ch1t mch24q P D ∆⋅ρπ（4-4）0.49583=（1）第一步 设初始值.99.095.000==ε，C 则有01ε⋅=C AX （4-5） 527199.0.099.095.04456.0≈⨯=682904.0)527199.011()11(25.025.0211=+=+=--x β （4-6） 根据1β，计算1,1εC .15.1615.41211.411)Re 10(0033.000175.02262.0-9900.0dC βββ+-=（ （4-7） ＝0.94263}21111111P -1214141111211⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆---⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎩⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=-k k k ch ch k P Pch P P P P k k P ch ββε 97535.0= （4-8）(2) 第二步 计算53931.097534.094263.049583.0112≈⨯=⋅=εC A X （4-9） 68897.053931.011)11(25.0225.0222=⎪⎭⎫⎝⎛+=+=--X β（4-10） 根据2β，计算2,2εC .94089.0)Re 10(0033.000175.02262.0-9900.015.1615.42221.422=+-=dC βββ（ （4-11）}21214242111212111111P -1⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆---⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎩⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=-k k k ch ch k P Pch P P P P k k P ch ββε 97505.0= （4-12）(3) 第三步 计算 54046.0.0223≈⋅=εC AX（4-13） 68954.01125.0233≈⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-X β （4-14）根据3β，计算3,3εC .94072.0.0)Re 10(0033.000175.02262.0-9900.015.1615.43231.433=+-=dC βββ（ （4-15）}21214343111213111111P -1⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆---⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎩⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=-k k k ch ch k P Pch P P P P k k P ch ββε （4-16）97503.0=（4）第四步 计算 54057.097503.094072.049583.0334=⨯==εC A X（4-17） 68959.0.01125.0244≈⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=-X β根据4β，计算4,4εC .94069.0)Re 10(0033.000175.02262.0-9900.015.1615.44241.444=+-=dC βββ（ （4-18） ＝0.590715}21214444111214111111P -1⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆---⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆--⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎩⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=-k k k ch ch k P Pch P P P P k k P ch ββε （4-19）97502.0.0= 精密度检查：49583.097502.094069.054057.049583.0444⨯⨯-=-A C X A ε （4-19） ＝551051094.3--⨯<⨯迭代结束后得:68959.0=β ，=0.94069，97502.0=ε。