1前言(yan)
在實際的(de)生産過程(chéng)中，爲了有(you)效地進行(hang)操作、控制(zhi)和監💁督，常(cháng)常👌需要檢(jiǎn)測各種流(liu)體的流量(liang)。流量檢測(cè)儀表是發(fa)展生🌈産，節(jiē)約能源，改(gai)進産品質(zhi)量，提高經(jing)濟效益🏒和(he)管理🔱水平(ping)的重要工(gōng)♋具，同時也(yě)是工業自(zì)💔動化儀表(biao)和裝置中(zhōng)的重要儀(yi)表之一。
在(zài)流量檢測(ce)中有體積(ji)流量和質(zhì)量流量兩(liang)種方式進(jin)行測量。質(zhi)量流量常(chang)常需要被(bèi)測物的密(mi)度來進❓行(háng)檢測，而被(bei)測物中含(hán)有🧑🏾🤝🧑🏼一定的(de)雜質導緻(zhi)測量的正(zheng)确。所🥵以在(zai)這種情況(kuang)下體積💞流(liú)量的優勢(shì)就體現出(chū)來了。
在體(ti)積流量中(zhōng)有一種測(cè)量裝置———差(cha)壓式流量(liàng)計受歡迎(ying)。差壓式流(liú)量計具有(yǒu)結構簡單(dān)、價格合理(li)、使用方🛀🏻便(biàn)的♊優勢，成(cheng)爲目前工(gōng)業生産中(zhōng)應用的一(yi)種流量計(ji)。
2流量計的(de)分析及改(gai)進
2.1差壓式(shì)流量計
差(chà)壓式流量(liang)計是基于(yu)流體的節(jie)流原理。它(tā)是利用流(liú)☎️體流🚩經🍉節(jie)流裝置時(shi)産生的壓(ya)力差來進(jìn)行計算測(cè)出流量的(de)。在🌈流通管(guǎn)道上設置(zhi)一個流動(dong)阻力件，當(dāng)流體流經(jīng)阻力件時(shi)将産生壓(yā)力差，而這(zhe)個壓力差(chà)與流體流(liú)量之間有(yǒu)确定的一(yi)個數值關(guān)系，通過測(ce)量出這個(ge)壓力差就(jiù)可以求得(dé)流體流量(liàng)。
産生差壓(yā)的裝置有(you)許多種，包(bāo)括節流裝(zhuang)置、動壓管(guǎn)、均速管、彎(wan)管等。在節(jie)流裝置中(zhong)常用的:孔(kong)闆流量計(ji)、噴嘴、文丘(qiū)利管等。這(zhe)裏主要分(fen)析闆孔型(xing)節流裝置(zhi)和運用。
2.2節(jiē)流式流量(liàng)計
孔闆節(jie)流式流量(liang)計可用于(yu)測量液體(ti)、氣體或蒸(zheng)汽的流量(liàng)。此流量計(jì)是應用🥵成(chéng)熟的差壓(yā)式流量計(jì)，至今在流(liu)量儀表中(zhōng)占有重✊要(yao)的地位。
節(jie)流式流量(liang)計中産生(shēng)差壓的裝(zhuang)置稱節流(liu)裝置，其主(zhǔ)體是一個(gè)局部收縮(suō)阻力件，稱(chēng)爲節流元(yuán)件。通過節(jiē)流元件改(gǎi)變流體流(liu)通截面，從(cóng)而在節流(liu)元件前後(hou)形成壓力(lì)差。節流裝(zhuang)置分爲标(biāo)準節📧流裝(zhuang)置和非标(biao)準節流裝(zhuāng)置，标準節(jie)流裝置的(de)研究最爲(wèi)充分，裝置(zhi)型式已經(jīng)标準化和(he)通👈用化，隻(zhi)需要根據(ju)有關标準(zhun)進行設計(jì)🧡計算，嚴格(ge)按照加工(gong)要求和安(ān)裝要求，這(zhè)樣的節流(liu)裝置不需(xū)要經過單(dan)獨🏃♀️标定就(jiù)可以使用(yòng)。而非标準(zhǔn)節流裝置(zhi)用以解決(jue)髒污和🔴高(gao)黏度流體(tǐ)的流量👌測(ce)量問題，尚(shàng)🔆缺乏足🙇♀️夠(gou)的實驗數(shù)據，因此沒(mei)有标準化(huà)。
節流式流(liú)量計的特(te)點是結構(gòu)簡單，無可(kě)動部件;可(ke)靠性較高(gao);複現性能(néng)好;适應性(xìng)較廣，它适(shi)用于各種(zhǒng)工況下的(de)📱單相流體(tǐ)，适用的管(guan)道直徑範(fàn)圍寬，可以(yi)❗配用通🐆用(yòng)差壓計;節(jiē)流🈲裝置已(yi)有标準化(hua)型式。其主(zhu)要缺點是(shì)安裝要求(qiú)嚴格;流量(liàng)計前後要(yao)求較長的(de)直管段;測(cè)量範圍窄(zhǎi)，一般範圍(wéi)度爲3∶1;壓力(lì)損失較大(da);對于較小(xiǎo)直徑管道(dào)測量比較(jiao)❓困難，精度(dù)不夠高。
2.3節(jie)流原理與(yu)流量方程(chéng)
首先介紹(shào)流量計算(suàn)方程中需(xu)要用到的(de)參數及其(qi)意義:
ρ—流體(tǐ)密度;
D、A1—管道(dao)直徑和截(jié)面積;
d2、A2—流束(shù)最細處(即(ji)截面B處)流(liú)束直徑和(he)截面積;
d、A0—孔(kǒng)闆開孔直(zhí)徑和開孔(kǒng)截面積;
P1、P2—孔(kong)闆前後固(gù)定位置處(chù)靜壓力。
管道中流(liú)動的流體(ti)具有一定(ding)的能量，即(jí)靜壓能和(he)動能，并且(qie)這兩種能(neng)量可以相(xiàng)互轉化。可(ke)以明顯看(kan)❗出孔闆前(qian)後流體的(de)🌍速度👌和靜(jìng)壓力的變(biàn)化情況。流(liu)體在截👅面(miàn)A以前，靜壓(ya)力爲P11，流速(su)爲υ1，當流😘體(tǐ)靠近孔闆(pan)時，管壁處(chu)的流體此(ci)時受到的(de)阻擋最大(da)📧，使得部分(fen)動能轉換(huan)爲了靜壓(yā)能，導緻靜(jìng)壓力升高(gao)，産生靠近(jin)管壁流體(ti)與管道中(zhong)心流體間(jiān)的徑向壓(yā)差，從而使(shi)得靠近管(guan)壁流體的(de)流向與管(guǎn)道軸💃線相(xiang)傾斜，形成(chéng)了流速收(shōu)縮運動。由(yóu)于慣性的(de)作用，流束(shu)最細處在(zai)孔闆後的(de)截面B處，此(ci)時流速υ2最(zuì)大，而靜壓(yā)力P22最小，之(zhi)🤩後流束漸(jiàn)漸擴大♈，到(dao)截面C處完(wan)全複原，流(liu)速υ3=υ1．
由于節(jie)流裝置的(de)存在，流體(ti)形成的局(ju)部渦流和(hé)克服摩擦(cā)力，消耗部(bù)分能量，所(suǒ)以流體的(de)靜壓力不(bu)能💘恢複到(dào)原來的數(shù)值P11，壓力損(sun)失值爲δP=P11－P3.
流(liu)量方程的(de)推導:
由于(yu)最小流束(shù)截面B的位(wèi)置是不固(gu)定的，會随(sui)流體性質(zhi)和直徑比(bi)β=d/D變化而變(biàn)化，因此不(bu)可能取得(de)最小截面(miàn)壓力，而隻(zhī)能取出固(gù)♉定取壓位(wei)置處的壓(ya)力差ΔP=P1－P2，又因(yin)爲d2，A2無法測(cè)量，故用節(jie)流元件開(kāi)孔🧑🏾🤝🧑🏼直徑d和(he)開孔面積(jī)A0代替。
節流(liu)元件的型(xing)式、取壓方(fang)式、節流裝(zhuang)置開孔直(zhí)徑、管道直(zhi)徑🌂和流體(tǐ)的流動狀(zhuang)态都會影(ying)響α。
2.4改善措(cuò)施與應用(yong)領域
由于(yu)差壓式流(liu)量計具有(yǒu)結構簡單(dan)、價格合理(li)、使用方便(biàn)的👈優點，許(xu)多人都喜(xǐ)歡使用。但(dan)是在現場(chang)實際🌏應用(yong)中，往往有(you)較大的測(cè)量誤差，這(zhe)是由于選(xuǎn)型、設🔆計計(jì)算、加工制(zhi)造和維護(hù)不當🈲造成(cheng)的。針對這(zhe)些狀況給(gěi)出了一些(xiē)改善🔞措施(shī)，提高♊測量(liang)正确度。
2.4.1使(shi)用标準孔(kǒng)闆
标準孔(kǒng)闆的β=d/D在0．2～0．75左(zuǒ)右。爲了方(fang)便計算可(ke)取0．5。但是由(you)于标🚶準孔(kong)闆🏃測量精(jing)度低，壓力(li)損失大，隻(zhi)用于清潔(jie)流🌍體。
2.4.2節流(liú)裝置的設(she)計和計算(suan)。
(1)已知管内(nei)直徑和現(xian)場布置情(qing)況，并且已(yi)知流體的(de)⛷️性🐅質🌐和工(gōng)作參數，給(gěi)出流量測(cè)量範圍，要(yao)求設計标(biao)準節流裝(zhuang)置。這種情(qing)況下的設(shè)計隻要将(jiang)自己選擇(zé)的節流型(xing)式，測量範(fàn)圍還有節(jie)流元件的(de)開孔尺寸(cun)等交給廠(chǎng)家。廠家有(you)完整的手(shǒu)👣冊和軟件(jian)，可以按照(zhao)用戶的要(yào)求提供。
(2)已(yǐ)知管道内(nei)徑和節流(liú)元件開孔(kǒng)尺寸、取壓(yā)方式、被測(cè)流體參數(shù)等必要條(tiao)件。要求根(gen)據所測得(de)的差壓值(zhí)計算流量(liang)。這一般☎️是(shì)實驗的工(gong)作需要，爲(wei)了更加正(zhèng)确地求得(dé)流量，此時(shí)需要我們(men)同時正确(què)地測量流(liu)體的溫度(dù)、壓力參數(shu)。
3結論
在實(shi)際生活中(zhong)差壓式流(liú)量計的優(you)點明顯，現(xian)在市場🛀🏻上(shàng)所💔使用的(de)流量檢測(ce)裝置大部(bu)分都是差(cha)壓式流量(liang)計。孔闆節(jiē)流式流量(liang)計作爲其(qi)中的代表(biao)應用💔廣泛(fan)。在長期的(de)⚽使用中手(shou)冊數據資(zī)料齊全，對(dui)我們而言(yán)是十🔅分有(yǒu)利的。我們(men)隻要✏️按照(zhào)标準🌈來确(que)定自己的(de)參數大小(xiao)。按照計算(suàn)方便和加(jiā)工📧容易的(de)考慮。
開孔(kǒng)尺寸、工作(zuò)參數等要(yào)求。按照這(zhe)種方法，用(yong)戶可📱以自(zi)己簡💘單準(zhǔn)确計算出(chu)自己生産(chǎn)中所需的(de)測量裝置(zhì)㊙️;而在♈實驗(yàn)工作🈲中，要(yao)求數據的(de)更加正确(què)和嚴謹，往(wǎng)往一個數(shu)據會保留(liú)到小🧑🏽🤝🧑🏻數點(diǎn)後🏃♂️面幾位(wei)，這樣在計(ji)算時⚽如果(guo)出現🏃♀️平方(fāng)開根号現(xian)象會使得(de)結果更加(jia)複雜，導緻(zhi)制作加工(gōng)難度的上(shàng)升✉️。如果合(hé)理取值後(hou)計算結果(guo)十分方便(biàn)，對于計算(suan)加工都是(shi)有幫助的(de)。這樣對于(yú)裝置可以(yǐ)更加合理(li)，生産力有(yǒu)了更大的(de)提高。
相信(xin)在未來孔(kǒng)闆節流式(shì)流量計會(huì)有更大的(de)發展和改(gai)善，會有一(yi)批節流式(shi)流量計的(de)出現投入(ru)到更廣更(gèng)🈚深的市場(chǎng)㊙️運用中去(qù)。
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