節流式流量計

節流式流量計是一種典型的差壓式流量計．是目前工業生產中用來測量氣體、液體和蒸氣流量的最常用的一種流量儀錶．據調查統計，在鍊鋼廠、煉油廠等工業生產系統中所使用的流量計有(70—80)%左右是節流式流量計．在整個工業生產領域中，節流式流量計也占流量儀錶總數的一半以上．節流式流量計所以得到如此廣泛的應用，主要是因為它具有以下兩個非常突出的優點：

①結構簡單，安裝方便，工作可靠，成本低，又具有一定準確度．能滿足工程測量的需要．

②有很長的使用歷史，有豐富的、可靠的實驗數據，設計加工已經標準化．只要按標準設計加工的節流式流量計，不需要進行實際標定，也能在已知的不確定度範圍內進行流量測量．

尤其是第二個優點，使得節流式流量計在製造和使用上都非常方便．因為對一個流量計，特別是大流量測量用的流量汁，在檢定時將會遇到各種各樣的困難．

節流式流量計通常由能將流體流量轉換成差壓信號的節流裝置及測量差壓並顯示流量的差壓計組成．安裝在流通管道中的節流裝置也稱“一次裝置”，它包括節流件、取壓裝置和前後直管段．顯示裝置也稱“二次裝置”，它包括差壓信號管路利測量中所需的儀錶．

不少國家對節流裝置做了很多研究工作．AGA(美國氣體協會)和ASME(美國機械工程師協會)從本世紀初就開始進行節流裝置的實驗，研究結果分別在1969年和1971年的報告中發表．DIN(德國工業標準)中，早就對節流裝置進行了規定，到1969年已經過六次修訂國際標難化組織(ISO)在匯總了各國的研究成果的基礎上，分別於1967年和1968年出版了ISO/R541和ISO/R781，作為節流裝置的國際標準．1980年又對前面的兩個文件進行了修訂，出版了適合於孔板、噴嘴和文丘里管的國際標準ISO 5167．我國也於1981年出版了流量測量節流裝置的國家標準GB 2624，對角接取壓、法蘭取壓的標準孔板和角接取壓標準噴嘴做了具體規定．

使用標準節流裝置時，流體的性質和狀態必須滿足下列條件：

①流體必須充滿管道和節流裝置，並連續地流經管道．

②流體必須是牛頓流體，即在物理上和熱力學上是均勻的、單相的，或者可以認為是單相的，包括混合氣體，溶液和分散性粒子小於o．1 m的膠體．在氣體中有不大於2%(質量成分)均勻分散的固體微粒，或液體中有不大於5%(體積成分)均勻分散的氣泡，也可認為是單相流體．但其密度應取平均密度．

③流體流經節流件時不發生相交．

④流體流量不隨時間變化或變化非常緩慢．

⑤流體在流經節流件以前，流束是平行於管道軸線的無旋流。

標準節流裝置不適用於動流和臨界流的流量測量

儘管精度較差，但是它結構簡單，製造方便，目前還是使用最普遍的一種流量計

在氣體的流動管道上裝有一個節流裝置，其內裝有一個孔板，中心開有一個圓孔，其孔徑比管道內徑小，在孔板前燃氣穩定的向前流動，氣體流過孔板時由於孔徑變小，截面積收縮，使穩定流動狀態被打亂，因而流速將發生變化，速度加快，氣體的靜壓隨之降低，於是在孔板前後產生壓力降落，即差壓（孔板前截面大的地方壓力大，通過孔板截面小的地方壓力小）。差壓的大小和氣體流量有確定的數值關係，即流量大時，差壓就大，流量小時，差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。

節流式流量計是根據安裝於管道中流量檢測件產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀錶。

節流式流量計應用範圍特別廣泛，在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用，如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m;流動條件方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約佔流量計全部用量的1/4~1/3。

一 對節流式流量計的檢定有：

（1）幾何檢驗法

（2）係數檢定

關於幾何檢驗法見檢定規程的介紹，這裡不再重複。

下面對係數檢定法涉及的相關計算式及方法進行簡單介紹

二 計算公式

v=aA √2/j(p-q)

v--體積

j--液體密度

a--流量係數，與流道尺寸 取壓方式和流速公布有關

A--孔板開孔面積

p-q--壓力差

孔板計算流出係數C的公式（筆者整理）

雷諾數可按照相關公式計算，如：

雷諾數 eD R 的常用計算公式

9 感測器的各項基本誤差限應符合表 8規定

準確度等級 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 5 5 . 0

基本誤差限 �0 . 5 �1 . 0 �1 . 5 �2 . 5 �5 . 0

重複性上限 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 2 5 2 . 5

表 8 傳 感 器 誤 差 要 求

以上有關檢定的資料供有檢定裝置的用戶參考，如有與 JJG640-1994 檢定規程相違之處，應

以規程為準。

差壓式流量計品種較多，目前市場上經常使用的差壓式流量計有：孔板流量計、V錐流量計、阿牛巴流量計、威力巴流量計、托巴管流量計、彎管流量計、明渠流量計等。

節流裝置的安裝

節流裝置應安裝在有恆定橫截面積的兩段圓直管道之間。除了應滿足節流件上下游側直管段的長度要求、圓度要求和管道內表面粗糙度要求以外，還對節流件及取壓裝置的安裝提出了種種要求：其目的是為了再現流出係數C和可膨脹性係數e的實驗條件，確保流量測量的準確性。

節流件的安裝

節流件如孔板、噴嘴和文丘里管等安裝在管道中，應保證與管道軸線的垂直度和同軸度，這對流量測量的準確性很重要。

在垂直度方面應保證節流件前端面與管道軸線垂直，垂直度偏差不應超過士1度。由於節流件安裝在前後取壓裝置之間，如取壓環或夾緊環，取壓裝置又裝在節流件前後最小直管段端頭的法蘭之間，因此，環室的兩端面、法蘭的端面，在加工時必須保證與開孔軸線垂直才能滿足節流件安裝后垂直於管道軸線的要求。由於上述要求不容易檢查，一般由加工工藝來保證，所以尤其應引起使用者注意。