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孔板流量計的原理介紹

發(fā)布時間：2022-09-02 09:59:08來源：hseauto.rixinfy.com來源：.. 字體: 大中小

????????節(jié)流式差壓流量計是依據(jù)流體通過節(jié)流裝置?使部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽墚a(chǎn)生差壓信號的原理而工作的。
1?1　孔板流量計的測量原理
????????流體通過節(jié)流裝置———孔板的流動情況如圖1。在Ⅰ-Ⅰ截面前?流體尚未受到孔板的影響?管道內(nèi)流速分布與孔板前較長直管段形成的規(guī)則速度分布相同?管道內(nèi)軸心處的靜壓與管壁處的靜壓相等；Ⅰ-Ⅰ截面后（約0?5D～2D? D 為管道內(nèi)徑）?流體開始受到孔板的影響?靠近管壁的流體向中心加速?平均流速υ₁逐漸升高?直至Ⅱ-Ⅱ截面?流速收縮到最小?平均流速達到最大值υ₂?這是因為流體的慣性使得流束經(jīng)孔口后有射流現(xiàn)象?自Ⅱ-Ⅱ截面后?流束開始膨脹?直至Ⅲ-Ⅲ截面?又恢復(fù)到Ⅰ-Ⅰ截面前的情況?此時平均流速由υ2 逐漸降低至υ3?與平均流速相對應(yīng)的靜壓p 亦經(jīng)歷由高到低再恢復(fù)到高值。在流體進入孔板前、后的管壁附近形成渦流?流體微團不僅有橫向脈動而且還有逆向運動?是一種非常復(fù)雜的流動狀態(tài)?孔板壓力損失就是這些渦流能量耗散的。

1?2　孔板流量計的流量方程
????????流量方程式從伯努利方程和連續(xù)性方程推出

????????式中： q_m 為管道內(nèi)的質(zhì)量流量?kg／s； C 為流出系數(shù)； d 為工作條件下節(jié)流件的節(jié)流孔或喉部直徑?m；ε為可膨脹性系數(shù)；β為直徑比d／D；Δp 為孔板前后差壓?Pa；ρ為流體密度?kg／m³。
????????流出系數(shù)C 的計算式為

????????流出系數(shù)是指通過節(jié)流裝置的實際流量與理論流量的比?將它應(yīng)用到理論流量方程以獲得實際的流量。在一定條件下?對于給定的節(jié)流裝置?該值僅與雷諾數(shù)Red 關(guān)。對不同的節(jié)流裝置?只要這些裝置是幾何相似的?并且在相同的雷諾數(shù)條件下?則C 值是相同的。流出系數(shù)C 的計算式是以大量實驗所確定的數(shù)值為依據(jù)?并以標準的形式給出。傳統(tǒng)的節(jié)流式流量計是將該流出系數(shù)C 視為定值?植入現(xiàn)場的流量積算儀。圖2為D＝50mm?β＝0?52的孔板流出系數(shù)曲線。流出系數(shù)的曲線表明?當Red＝3×10⁴ 時?流出系數(shù)為0?6113?Red＝1×10⁵ 時?流出系數(shù)為0?6067?僅在3∶1范圍內(nèi)?其附加誤差為0.75％?當測量范圍超出3∶1?其附加誤差更大。所以要實現(xiàn)寬量程?就必須對流出系數(shù)C 進行實時計算?這是非常復(fù)雜的。同理?可膨脹系數(shù)ε也需實時計算。所以流量積算儀必須具有高精度、高速度的運算功能和比較大的存儲空間?以完成這些復(fù)雜的中間參數(shù)的補償。

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