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关于差压式流量计的概述

点击次数: 发布时间:2016-05-19
差压式流量计是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸汽流量计的最常用的一种流量仪表。据调查统计,在整个工业流量测量领域中,差压式流量计占流量仪表总数的一半以上。其中用得最多的是由节流装置和差压计组成的节流式流量计。节流式流量计之所以能得到如此广泛的应用,主要是因为它具有以下两个非常突出的优点。
1)结构简单,安装方便,工作可靠,成本低,又具有一定的准确度,基本能满足工程测量的需要。
2)研究设计和使用历史悠久,有丰富的、可靠的实验数据,设计加工已经标准化。只要按标准设计加工的节流式流量计,不需要经行标定,也能在已知的不确定范围内经行流量测量。
尤其是第二个优点,使得节流式流量计在制造和使用上都非常方便。因为对一个流量计,特别是大流量测量用的流量计,在标定和检定时将会遇到各种各样的困难。
差压式流量计通常由能将液体流量转换成差压信号的节流装置(或流量传感器)和测量差压并显示流量的差压计(或差压变送器)组成,如图3-1所示。
差压式流量计组成示意图
安装在流通管道中的节流装置也称"一次装置",它包括节流件、取压装置和前后直管段。显示装置也称“二次装置”,它包括差压信号管路和测量中所需的仪表。
不少国家对节流装置做了很多研究工作。AGA(美国煤气协会)、ASME(美国机械工程师协会)和NBS(美国国家标准居)从20世纪初就开始进行节流装置的实验,并确认了俄亥俄州立大学的测试报告,后来将上述测试数据拟合了一个白金汉(Buckingham)公式,使节流装置的应用推进了一大步。20世纪50年代末期,ISO(国际标注化组织)结合了美国与欧洲对节流装置的研究数据,分别于1967年、1968年相继颁布了两个标准。第一个标准是关于孔板和喷嘴的规定ISO/R541,第二个标准是关于文丘里管的规定ISO/R781。1980年又对前面的两个文件进行了修订,采纳了斯托兹(Stolz)公式、出版了适合于孔板、喷嘴和文丘里管的国际标准ISO5167.我国也于1976年开始对节流装置进行系统的实验研究,并于1981年出版了流量测量节流装置的国家标准GB2624-1981和计量检定规程JJG267-1982,对角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压标准喷嘴作了具体规定;1982年又对D-D/2取压孔板和长径喷嘴作了实验研究,并制定了计量检定规程JJG311-1983;1986年后,对均速管、1/4圆孔板、锥形入口孔板作了研究,制定了检定规程JJG621-1989;1989年开始,对国家标准GB2624-1981进行了修订,于1993年出版了新国家标准GB2624-1993,对角接取压、法兰取压和D-D/2取压的孔板、喷嘴和文丘里管作了具体规定,并将前面的各检定规程合并为一个统一的计量检定规程-差压式流量计检定规程JJG640-1994.
使用标准节流装置时,流体的性质和状态必须满足下列条件。
1)满管流--流体必须充满管道和节流装置,并连续地流经管道。
2)单相流--流体必须是牛顿流体,即在物理上和热力学上是均匀的,单相的,或者可以认为是单相的,包括混合气体溶液和分散性粒子小于0.1um的胶体。在气体中有不大于2%(质量分数)均匀分散的固体微粒,或液体中有不大于5%(体积分数)均匀分散的气泡,也可认为是单相流体。但其密度应取平均密度。
3)定常流--流体流量不随时间变化或变化非常缓慢。
4)无相变流--流体流经节流件时不发生相变。
5)无旋流--流体在流经节流件前,流束是平行于管道轴线的无旋流。
标准节流装置不适用于脉动流和临界流的流量测量。

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