孔板流量計的工作原理

1、基本原理

充滿(mǎn)管道的流體，當它流經(jīng)管道內的節流件時(shí)，如圖4. 1所示，流速將在節流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節流件前后便產(chǎn)生了壓差.流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據壓差來(lái)衡量流量的大小.這種測量方法是以流動(dòng)連續性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎的.壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān)，例如當節流裝置形式或管道內流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時(shí)，在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。

2、流量方程

式中：

qm--質(zhì)量流量，kg/s；

qv--體積流量，m3/s；

C--流出系數；

ε--可膨脹性系數；

β--直徑比，β=d/D；

d--工作條件下節流件的孔徑，m；

D--工作條件下上游管道內徑，m；

△P--差壓，Pa；

ρ1--上游流體密度，kg/m3；

由上式可見(jiàn)，流量為C、ε、d、ρ、△P、β（D）6個(gè)參數的函數，此6個(gè)參數可分為實(shí)測量【d，ρ，△P，β（D）】和統計量（C、ε）兩類(lèi)。

（1）實(shí)測量

1)d、D式(4.1)中d與流量為平方關(guān)系，其精確度對流量總精度影響較大，誤差值一般應控制在±0.05%左右，還應計及工作溫度對材料熱膨脹的影響。標準規定管道內徑D必須實(shí)測，需在上游管段的幾個(gè)截面上進(jìn)行多次測量求其平均值，誤差不應大于±0.3%。除對數值測量精度要求較高外，還應考慮內徑偏差會(huì )對節流件上游通道造成不正常節流現象所帶來(lái)的嚴重影響。因此，當不是成套供應節流裝置時(shí)，在現場(chǎng)配管應充分注意這個(gè)問(wèn)題。

2)ρ ρ在流量方程中與△P是處于同等位置，亦就是說(shuō)，當追求差壓變送器高精度等級時(shí)，絕不要忘記ρ的測量精度亦應與之相匹配。否則△P的提高將會(huì )被ρ的降低所抵消。

3)△P差壓△P的精確測量不應只限于選用一臺高精度差壓變送器。實(shí)際上差壓變送器能否接受到真實(shí)的差壓值還決定于一系列因素，其中正確的取壓孔及引壓管線(xiàn)的制造、安裝及使用是保證獲得真實(shí)差壓值的關(guān)鍵，這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，孔板流量計只有加強制造及安裝的規范化工作才能達到目的。

（2）統計量

1)C統計量C是無(wú)法實(shí)測的量(指按標準設計制造安裝，不經(jīng)校準使用)，在現場(chǎng)使用時(shí)*復雜的情況出現在實(shí)際的C值與標準確定的C值不相符合.它們的偏離是由設計、制造、安裝及使用一系列因素造成的。應該明確，上述各環(huán)節全部嚴格遵循標準的規定，其實(shí)際值才會(huì )與標準確定的值相符合，現場(chǎng)是難以完全滿(mǎn)足這種要求的。

應該指出，與標準條件的偏離，有的可定量估算(可進(jìn)行修正)，有的只能定性估計(不確定度的幅值與方向)。但是在現實(shí)中，有對不僅是一個(gè)條件偏離，這就帶來(lái)非常復雜的情況，因為一般資料中只介紹某一條件偏離引起的誤差。如果許多條件同時(shí)偏離，則缺少相關(guān)的資料可查。

2)ε可膨脹性系數ε是對流體通過(guò)節流件時(shí)密度發(fā)生變化而引起的流出系數變化的修正，它的誤差由兩部分組成:其一為常用流量下ε的誤差，即標準確定值的誤差:其二為由于流量變化ε值將隨之波動(dòng)帶來(lái)的誤差。一般在低靜壓高差壓情況，ε值有不可忽略的誤差。當△P/P≤0.04時(shí)，ε的誤差可忽略不計。