一體型節(jié)流式流量計(jì)

1.1特點(diǎn)

   一體型節(jié)流式流量計(jì)在石油、化工、冶金、電力、輕工、輕紡、科研、軍工等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，至今仍大量地使用著各種類型的節(jié)流裝置進(jìn)行流體流量的測(cè)量、控制和調(diào)節(jié)。雖然近年來(lái)出現(xiàn)了電磁流量計(jì)、旋渦流量計(jì)等新式儀表，但由于節(jié)流裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固、工作可靠、性能穩(wěn)定、精確度適中、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，使得其用量仍占優(yōu)勢(shì)。節(jié)流裝置的配套儀表——差壓變送器將節(jié)流裝置產(chǎn)生的差壓轉(zhuǎn)變成電流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4~20mAD.C），而差壓變送器的規(guī)格、品種很豐富，可以適應(yīng)各類用戶需要。特別是新近出現(xiàn)的智能型差壓變送器與節(jié)流裝置做成一體化，不僅給安裝帶來(lái)了很大方便和效益，用戶不用敷設(shè)安裝管線，并且可以實(shí)現(xiàn)溫度、壓力的自動(dòng)補(bǔ)償、故障診斷、量程范圍非常寬、現(xiàn)場(chǎng)量程調(diào)整、與上位機(jī)通信等功能，更加擴(kuò)大了節(jié)流裝置的適用范圍。

 　一體型節(jié)流式流量計(jì)節(jié)流裝置包括標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、經(jīng)典文丘里管、文丘里噴嘴、環(huán)形孔板、四分之一圓噴嘴（四分之一圓孔板）、錐型入口孔板、圓缺孔板、偏心孔板、雙重孔板、低壓損流量管、矩形文丘里管、V型錐流量計(jì)、楔形流量計(jì)、內(nèi)藏孔板、限流孔板等，當(dāng)流體的雷諾數(shù)較低或含有雜質(zhì)時(shí)，可選用非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。

1.2 節(jié)流裝置應(yīng)滿足下列流體條件

1.2.1流體必須充滿管道，并且流動(dòng)是連續(xù)的。

1.2.2流體必須是牛頓流體（例如普通的水、酸、堿溶液、過(guò)熱蒸汽、各類氣體、干飽和蒸汽），流體在節(jié)流裝置附近不應(yīng)發(fā)生相態(tài)變化（由液態(tài)變氣態(tài)或反之）；流體應(yīng)當(dāng)是單相的（氣相或液相）或者可以看作是單相的【例如氣體流中有不超過(guò)2%（質(zhì)量成分）均勻分散的固體微粒、液體流中有不超過(guò)5%（體積成分）均勻分散的氣泡】。

1.2.3流體在流經(jīng)節(jié)流裝置前，其流束必須與管道軸線平行，不得有旋轉(zhuǎn)流或偏心流，不得是脈動(dòng)流或臨界流。

2. 工作原理與結(jié)構(gòu)、參數(shù)

2.1 原理

一體型節(jié)流式流量計(jì)將節(jié)流裝置安裝在圓管中，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，其上、下游側(cè)之間就會(huì)產(chǎn)生壓力差，根據(jù)伯努利方程，經(jīng)推導(dǎo)可得到流量基本方程式：

  ……………. ….（1）

式中：q_m：…………流體的質(zhì)量流量（Kg/h）

           C：…………流出系數(shù)

          ε：………流體經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置后的流束膨脹系數(shù)（對(duì)液體ε＝1）

          β：………徑比(β=d/D，d：孔板的孔徑（mm），D：管道內(nèi)徑（mm）)

D：………測(cè)量管道的內(nèi)徑（工作狀態(tài)下）（mm）

         △P：………節(jié)流裝置上、下游取壓口側(cè)取的差壓值（KPa）

         ρ₁：………流體（在節(jié)流裝置上游側(cè)條件下）的密度（Kg/m³）

利用差壓變送器將差壓值△P轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)顯示儀表或數(shù)據(jù)處理裝置，顯示出流體的流量或總量。

2.2  結(jié)構(gòu)和參數(shù) 　

他們的原理基本相同，但結(jié)構(gòu)各異，以下是較常應(yīng)用的幾種節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)孔板：

這是一類規(guī)格zui多的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。廣泛使用在各種流體特別是氣體流量測(cè)量中，孔板的結(jié)構(gòu)因公稱壓力、公稱通徑、取壓方式的不同而不同。標(biāo)準(zhǔn)孔板按常用取壓方式可分為角接取壓（包括環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓兩種）、法蘭取壓、徑距取壓（D和D/2取壓）三種類型。

其設(shè)計(jì)、制造均符合ISO5167或GB／T2624的規(guī)定，并按國(guó)標(biāo)JJG640－94進(jìn)行檢定。

以上三種取壓方式和取壓位置如圖⑴所示：

圖⑴  取壓方式和取壓位置示意簡(jiǎn)圖

1.徑距取壓(D、D/2取壓)  2.法蘭取壓   3. 角接（環(huán)室）取壓

⑴角接取壓使用條件：d≥12.5mm，DN：50 mm～1600 mm，β=0.20～0.75

1. 環(huán)室取壓（DN≤400）；對(duì)于公稱壓力PN≤2.5MPa的結(jié)構(gòu)見圖⑵；對(duì)于公稱壓力PN≤6.3MPa的結(jié)構(gòu)見圖⑶；對(duì)于公稱壓力PN≤10MPa的結(jié)構(gòu)見圖⑷；對(duì)于公稱壓力PN≤20MPa的結(jié)構(gòu)見圖⑸；

1.平焊法蘭 2.墊片 3.正環(huán)室 6.墊片 8.負(fù)環(huán)室 9.螺母 11.標(biāo)準(zhǔn)孔板 12.雙頭螺栓

圖⑵  環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)與安裝示意圖

（DN≤400，PN≤2.5MPa）

1.對(duì)焊法蘭 2. 雙頭螺栓 3.墊圈 4.墊片 5.正環(huán)室 6. 墊片 7. 標(biāo)準(zhǔn)孔板 8.負(fù)環(huán)室 9.螺母    

圖⑶  環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)與安裝示意圖

（DN≤400，PN≤6.3MPa）

   1.環(huán)室法蘭2. 取壓管3. 標(biāo)準(zhǔn)孔板4. 環(huán)室法蘭5. 取壓管 6. 雙頭螺栓7.螺母8.墊圈9. 墊片10. 墊片

圖⑷  環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)與安裝示意圖

（DN≤400，PN≤10MPa）

1.前環(huán)室     2. 取壓管    3. 標(biāo)準(zhǔn)孔板     4. 取壓管    5. 后環(huán)室

圖⑸  環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)與安裝示意圖

（DN≤250，PN≤32MPa）

1. 單獨(dú)鉆孔取壓（DN不受限制）；對(duì)于DN≤1600，公稱壓力PN≤2.5MPa的結(jié)構(gòu)見圖⑹；對(duì)于DN≤400，公稱壓力PN≤6.3MPa的結(jié)構(gòu)見圖⑺；對(duì)于DN≤200，公稱壓力PN≤32MPa的結(jié)構(gòu)見圖⑻；

1.螺栓或螺柱  2. 墊片 3. 標(biāo)準(zhǔn)孔板 4. 法蘭 5. 螺母、墊圈  6. 管道

圖⑹ 單獨(dú)鉆孔取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)與安裝示意圖

（DN≤1600，PN≤2.5MPa）

1. 前直管段 2. 正取壓法蘭3. 正取壓管 4.墊片5.標(biāo)準(zhǔn)孔板 6. 墊片 7.負(fù)取壓法蘭 8.負(fù)取壓管 9.后直管段

圖⑺ 單獨(dú)鉆孔取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)與安裝示意圖

（DN≤400，PN≤6.3MPa）

圖⑻ 單獨(dú)鉆孔取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)與安裝示意圖

(高壓透鏡孔板)（DN≤200，PN≤32MPa）