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孔板流量計的原理介紹

發布時間：2022-09-02 09:59:08來源：hseauto.rixinfy.com來源：.. 字體: 大中小

????????節流式差壓流量計是依據流體通過節流裝置?使部分壓力能轉變為動能產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?管道內流速分布與孔板前較長直管段形成的規則速度分布相同?管道內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孔口后有射流現象?自Ⅱ-Ⅱ截面后?流束開始膨脹?直至Ⅲ-Ⅲ截面?又恢復到Ⅰ-Ⅰ截面前的情況?此時平均流速由υ2 逐漸降低至υ3?與平均流速相對應的靜壓p 亦經歷由高到低再恢復到高值。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?是一種非常復雜的流動狀態?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性方程推出

????????式中： q_m 為管道內的質量流量?kg／s； C 為流出系數； d 為工作條件下節流件的節流孔或喉部直徑?m；ε為可膨脹性系數；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C 的計算式為

????????流出系數是指通過節流裝置的實際流量與理論流量的比?將它應用到理論流量方程以獲得實際的流量。在一定條件下?對于給定的節流裝置?該值僅與雷諾數Red 關。對不同的節流裝置?只要這些裝置是幾何相似的?并且在相同的雷諾數條件下?則C 值是相同的。流出系數C 的計算式是以大量實驗所確定的數值為依據?并以標準的形式給出。傳統的節流式流量計是將該流出系數C 視為定值?植入現場的流量積算儀。圖2為D＝50mm?β＝0?52的孔板流出系數曲線。流出系數的曲線表明?當Red＝3×10⁴ 時?流出系數為0?6113?Red＝1×10⁵ 時?流出系數為0?6067?僅在3∶1范圍內?其附加誤差為0.75％?當測量范圍超出3∶1?其附加誤差更大。所以要實現寬量程?就必須對流出系數C 進行實時計算?這是非常復雜的。同理?可膨脹系數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?以完成這些復雜的中間參數的補償。

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