一．節(jié)流裝置的流量測量原理

 

    節(jié)流現(xiàn)象及其原理：

 

    流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管璧處，流體的靜壓產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象，如圖3—2所示

 

    圖3—2流體流經(jīng)節(jié)流裝置時的節(jié)流現(xiàn)象

 

    現(xiàn)在，我們對流體流經(jīng)節(jié)流裝置前后的變化情況作進一步分析。

 

    連續(xù)流動著的流體，在遇到安插在管道內(nèi)的節(jié)流裝置時，由于節(jié)流裝置的截面積比管道的截面積小，形成流體流通面積的突然縮小，在壓力作用下，流體的流速增大，擠過節(jié)流孔，形成流速的擴大而降低。與此同時，在節(jié)流裝置前后的管壁處的流體靜壓力就產(chǎn)生了差異,形成靜壓力差△p(△p=P1-P2)，如圖3-3所示。并且p1>p2，

 

    圖3—3孔扳附近流束及壓力分布情況

 

    此即為節(jié)流現(xiàn)象,從圖中可以看出，節(jié)流裝置的作用在于造成流束的局部收縮從而產(chǎn)生的壓差.并且,流過的流量愈大在節(jié)流裝置前后所產(chǎn)生的壓差也愈大，因此可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。由于節(jié)流裝置造成流束的收縮，同時流體又是保持連續(xù)流動的狀態(tài),因此在流束截面積最小處的流速達到最大，在流速截面積最小處，流體的靜壓力最低。

 

    同理，在孔板出口端面處，由于流速已比原來增大，因此靜壓力仍舊比原來的為低(即圖中P2

 

    二.標準節(jié)流裝置

 

    標準節(jié)流裝置有孔板（下圖左）,噴嘴和文丘里管（下圖右）等,其中又以孔板應(yīng)用最廣。

 

    我們把應(yīng)用最廣泛的節(jié)流裝置-----孔板作一簡單的介紹。

 

    孔板的結(jié)構(gòu)

 

    標準孔扳是一塊圓形的中間開孔的金屬扳，開孔邊緣非常尖銳，而且與管道軸線是同心的，用于不同管道內(nèi)徑的標準孔板，其結(jié)構(gòu)形式基本是幾何相似的，如圖3-4所示，標準孔扳是旋轉(zhuǎn)對稱的，上游側(cè)孔板端面的任意兩點間連線應(yīng)垂直于軸線。

 

    孔板的開孔，在流束進入的一面做成圓柱形，而在流束排出的一面則沿著圓錐形擴散，錐面的斜角為F。當孔板的厚度E>0.02D(D為管道內(nèi)徑)時，F(xiàn)應(yīng)在3D一45о之間(通常做成45о的為多)，孔扳的厚度E一般要求在3—10mm范圍之內(nèi)。孔板的機械加工精度要求比較高。

 

    圖3—4標準孔扳

 

    孔板使用條件的規(guī)定

 

    (1)．被測介質(zhì)應(yīng)充滿全部管道截面連續(xù)地流動。

 

    (2)．管道內(nèi)的流束(流動狀態(tài))應(yīng)該是穩(wěn)定的。

 

    (3)．被測介質(zhì)在通過孔板時應(yīng)不發(fā)生相變(例如：液體不發(fā)生蒸發(fā)，溶解在液體中的氣體應(yīng)不會釋放出來)，同時是單相存在的。對于成份復(fù)雜的介質(zhì)，只有其性質(zhì)與單一成分的介質(zhì)類似時才能使用。

 

    (4)，測量氣體(蒸汽)流量時所析出的冷凝液或灰塵，或測量液體流量時所析出的氣體或沉淀物，既不得聚積在管道中的孔板附近，也不得聚積在連接管內(nèi)。

 

    (5)．在測量能引起孔板堵塞的介質(zhì)流量時，心須進行定期清洗。

 

    (6)．在離開孔板前后兩端面2D的管道內(nèi)表面上，沒有任何凸出物和肉眼可見的粗糙與不平的現(xiàn)象。對于標準噴嘴。標準文丘里噴嘴和標準文丘里管，這些條件均適用。

 

    節(jié)流裝置孔板因為制造工藝簡單，安裝方便，成本低。因此被廣泛的應(yīng)用，但在使用時特別要注意，尤其是用于測量腐蝕性介質(zhì)及含有灰塵的介質(zhì)有流量時，要經(jīng)常觀察測量結(jié)果是否準確，防止由于腐蝕和堵塞取壓口而造成的測量誤差過大，或根本不能測量的現(xiàn)象發(fā)生，每年大檢修應(yīng)進行孔扳的清洗工作，發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴重時應(yīng)立即更換新的孔板。