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孔板流量计原理及安装要求有哪些?

文章出处:未知人气:发表时间:2018-05-25 09:04:46【
 一、孔板流量计结构图
    在管路上装有一块孔板,孔板两侧接测压管,分别与U型压差计相连接。当充满管道的流体流经孔板时,将产生局部收缩,流束集中,流速增加,静压力降低,于是在孔板前后产生一个静压力差,该压力差与流量存在着一定的函数关系,流量越大,压力差就越大。差压信号传送给差压变送器,转换成4-20ma,DC模拟信号输出,远转给流量积算仪,实现流体流量的计量。
    整套产品由孔板节流件、冷凝器、三阀组、差压变送器、流量积算仪等构成。其中节流件有法兰角接取压型、环室钻孔取压型等不同类型,需要根据现场参数选择。
孔板流量计结构图
    二、孔板流量计原理
    孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用,使流速增大,压强减小,造成孔板前后压强差,作为测量的依据。若管路直径为d1,孔板锐孔直径为d0,流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2,流体密度为ρ。在界面I,Ⅱ处即孔板前测压导管处和缩脉处的速度,压强分别为u1,u2与p1,p2,根据柏努利方程式,不考虑能量损失可得:(u22-u12)/2=(p1-p2)/ρ=gh 或(u22-u12)1/2=(2gh)1/2

    由于缩脉的位置随流速的变化而变化,截面积S2又难以知道,而孔口的面积却是知道的,测压口的位置在设备制成后也不改变,因此,用孔板孔径处的u0来代替u2,又考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失,并用校正系数C来校正。则有:
    (u02-u12)1/2=C(2gh)1/2
    对于不可压缩流体,根据连续性方程式又有:
    u1=u0S0/S1
    则经过整理后可得:u0=C*(2gh)1/2/[1-(S0/S1)2]1/2
    令C0=C/[1-(S0/S1)2]1/2则又可以简化为:u0= C0(2gh)1/2
    根据u0和S2即可算出流体的体积流量:
    Vs= u0* S0= C0 *S0*(2gh)1/2 [m3 / s]
    或 Vs=C0*S0*[2gR(ρr-ρ)/ρ]1/2 [m3 / s]
    式中:R—U型压差计的读数,[m];
    ρr—压差计中指示液的密度,[kg / m3];
孔板流量计原理图
    三、孔板流量计安装
    (一)孔板流量计安装前注意以下事项:
    1.仪表安装前,工艺管道应进行吹扫,防止管道中滞留的铁磁性物质附着在仪表里,影响仪表的性能,甚至会损坏仪表。如果不可避免,应在仪表的入口安装磁过滤器。仪表本身不参加投产前的气扫,以免损坏仪表。
    2.仪表的安装形式分为垂直安装和水平安装,如果是垂直安装形式,应保证仪表的中心垂线与铅垂线夹角小于2°;如果是水平安装,应保证仪表的水平中心线与水平线夹角小于2°。
    3.仪表的上下游管道应与仪表的口径相同,连接法兰或螺纹应与仪表的法兰和螺纹匹配,仪表上游直管段长度应保证至少是仪表公称口径的5倍,下游直管段长度大于等于250mm。
    4.由于仪表是通过磁耦合传递信号的,所以为了保证仪表的性能,安装周围至少250px处,不允许有铁磁性物质存在。
    (二)孔板流量计安装应达到的要求:
    1.节流件前后的直管段必须是直的,不得有肉眼可见的弯曲。孔板安装时,他的开孔中心和管道中心轴线同心,而且它的端面与管道轴线垂直;
    2.为保证流体的流动在节流件前1D出形成充分发展的紊流速度分布,而且使这种分布成均匀的轴对称形,所以
    1) 直管段必须是圆的,而且对节流件前2D范围,其圆度要求其甚为严格,并且有一定的圆度指标。具体衡量方法:
    (A)节流件前OD,D/2,D,2D4个垂直管截面上,以大至相等的角距离至少分别测量4个管道内径单测值,取平均值D。任意内径单测量值与平均值之差不得超过±0.3%
    (B)在节流件后,在OD和2D位置用上述方法测得8个内径单测值,任意单测值与D比较,其最大偏差不得超过±2%
    2)节流件前后要求一段足够长的直管段,这段足够长的直管段和节流件前的局部阻力件形式有关和直径比β有关。
    3)节流件上游侧第一阻力件和第二阻力件之间的直管段长度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不论实际β值是多少)取所列数值的1/2
    4)节流件上游侧为敞开空间或直径≥2D大容器时,则敞开空间或大容器与节流件之间的直管长不得小于30D(15D)。若节流件和敞开空间或大容器之间尚有其它局部阻力件时,则除在节流件与局部阻力件之间设有附合规定的最小直管段长1外,从敞开空间到节流件之间的直管段总长也不得小于30D(15D)。
    (三)孔板流量计安装前后直管段
    直管段的长度与孔板上游侧局部阻力件的形式和直径比β有关,其确定方法如下表:(数值以管径D倍数表示)

孔板流量计安装参数1

孔板流量计安装参数2

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