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孔板流量计的选型及优缺点

文章出处:华仁仪表 发表时间:2019-04-03 10:19

 

 

 孔板流量计属于差压式流量计的一种。它具有结构简单,维修方便,性能稳定等特点。现如今孔板流量计被广泛适用于煤炭、化工、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护等各个领域。

一、工作原理

 

       充满管道的流体流经管道内的节流装置,在节流件附近造成局部收缩,流速增加,在其上、下游两侧产生静压力差。

在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。其基本公式如下:

c-流出系数 无量纲

d-工作条件下节流件的节流孔或喉部直径

D-工作条件下上游管道内径

qm-质量流量 Kg/s

qv-体积流量 m³/s

ß-直径比d/D 无量纲

流体的密度Kg/m³

可膨胀性系数 无量纲

二、选型

1、管道条件: 
  (1)节流件前后的直管段必须是直的,不得有肉眼可见的弯曲,对直管段长度的要求一般是是前10D后5D。 
  (2)安装节流件用得直管段应该是光滑的,如不光滑,流量系数应乘以粗糙度修正系数。 
  (3)为保证流体的流动在节流件前1D处形成充分发展的紊流速度分布,而且使这种分布成均匀的轴对称形,所以 1)直管段必须是圆的,而且对节流件前2D范围,其圆度要求其甚为严格,并且有一定的圆度指标。具体衡量方法: (A)节流件前OD,D/2,D,2D4个垂直管截面上,以大至相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值,取平均值D。任意内径单测量值与平均值之差不得超过±0。3% (B)在节流件后,在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值,任意单测值与D比较,其最大偏差不得超过±2% 2)节流件前后要求一段足够长的直管段,这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关,见表1(β=d/D, d为孔板开孔直径,D为管道内径)。 
  (4)节流件上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0。7(不论实际β值是多少)取表一所列数值的1/2 
  (5)节流件上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时,则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D(15D)若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时,则除在节流件与局部阻力件之间设有附合表1上规定的最小直管段长1外,从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D(15D)。 
  节流件上下游侧的最小直管段长度表1 
  节流件上游侧局部阴力件形式和最小直管段长度L 
  注:1、上表只对标准节流装置而言,对特殊节流装置可供参考 
  2、列数系为管内径D 的倍数。
  3、上表括号外的数字为“附加相对极限误差为零”的数值,括号内的数字为“附加相对极限误差为±0.5%”的数值。即直管段长度中有一个采用括号内的数值时,流量测量的极限相对误差τQ/Q。应再算术相加0.5%亦即(τQ/Q+0.5)% 
  4、若实际直管段长度大于括号内数值,而小于括号外的数值时,需按“附加极限相对误差为0.5%”处理。 
  (1)直流件安装在管道中,其前端面必须与管道轴线垂直,允许的最大不垂直度不得超过±1°。 
  (2)节流件安装在管道中后,其开孔必须与管道同心,其允许的最大不同心度ε不得超过下列公式计算结果:ε≤0.015D(1/β-1)。 
  (3)所有垫片不能用太厚的材料,最好不超过0.5mm,垫片不能突出管壁内否则可能引起很大的测量误差。 
  (4)凡是调节流量用的阀门,应装在节流件后最小值管段长度以外 
  (5)节流装置在工艺管道上的安装,必须在管道清洗吹扫后进行。 
  (6)在水平或倾斜管道安装的节流装置的取压方式。 
  1)被测流体为液体时,为防止气泡进工艺管道 入到牙关,取压扣应处于工艺管道 中心线下偏≤45°的位置上正负取 αα α1[1] 

 

二、优缺点

(一)优点
  1、标准节流件是全用的,并得到了国际标准组织的认可,无需实流校准,即可投用,在流量传感器中也是唯一的;
  2、结构易于复制,简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉;
  3、应用范围广,包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流,一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆可以测量;
  4、检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产,便于专业化规模生产。
 (二)缺点

  1、测量的重复性、精确度在流量传感器中属于中等水平,由于众多因素的影响错综复杂,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;
  6、采用法兰连接,易产生跑、冒、滴、漏问题,大大增加了维护工作量。

 

 


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