孔板流量計是差壓式流量計的其中一種,是在介質(zhì)流動的管道上裝有一個節(jié)流裝置,其內(nèi)裝有一個孔板,中心開有一個圓孔,其孔徑比管道內(nèi)徑小,在孔板前介質(zhì)穩(wěn)定的向前流動,介質(zhì)流過孔板時由于孔徑變小,截面積收縮,使穩(wěn)定流動狀態(tài)被打亂,因而流速將發(fā)生變化,速度加快,介質(zhì)的靜壓隨之降低,于是在孔板前后產(chǎn)生壓力降落,即差壓(孔板前截面大的地方壓力大,通過孔板截面小的地方壓力小)。差壓的大小和介質(zhì)流量有確定的數(shù)值關(guān)系,即流量大時,差壓就大,流量小時,差壓就小。流量與差壓的平方根成正比。
差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。 一、孔板流量計優(yōu)點為: 1、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件是全世界通用的,并得到了國際標(biāo)準(zhǔn)組織的認(rèn)可,無需實流校準(zhǔn),即可投用,在流量計中亦是*的。 2、結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價格低廉; 3、應(yīng)用范圍廣,包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流,一般生產(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產(chǎn)品。 4、檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產(chǎn),便與規(guī)模生產(chǎn); 二、孔板流量計缺點為: 1、測量的重復(fù)性、精確度在流量計中屬于中等水平,由于眾多因素的影響錯綜復(fù)雜,精確度難于提高。 2、 范圍度窄,由于流量系數(shù)與雷諾數(shù)有關(guān),范圍度僅3∶1 ~ 4∶1。 3、有較長的直管段長度要求,一般難于滿足。尤其對較大管徑,問題更加突出; 4、壓力損失大: 通常為維持一臺孔板流量計正常運行,水泵需要附加動力克服孔板的壓力損失。該附加耗電量可直接由壓力損失和流量計算確定。一年約需多耗電數(shù)萬度,折合人民幣數(shù)萬元。下表中列出了孔板在正常壓力損失情況下的能耗計算結(jié)果。其中運行天數(shù)按三百五十天計算,電價按0.35元/度計算。由表中計算電耗數(shù)據(jù)可見,孔板流量計的附加運行費用是極高的,而采用彎管流量計該運行費用為零! 5、孔板以內(nèi)孔銳角線來保證精度,因此對腐蝕、磨損、結(jié)垢、臟污敏感,長期使用精度難以保證,需每年拆下強檢一次。 6、采用法蘭連接,易產(chǎn)生跑、冒、滴、漏問題,大大增加了維護工作量。孔板流量計現(xiàn)場應(yīng)用多的取壓方式就是角接取壓和法蘭取壓。下面就給大家介紹下這兩種取壓方式的特點:
角接取壓就是在節(jié)流件與管壁的夾角處.取出節(jié)流件上卜游的壓力。 取壓位置的具體規(guī)定是:上、下游側(cè)取壓孔的軸線與孔板(或噴嘴).上、下游側(cè)端面的距離,分別等于取壓孔徑的一半或取壓環(huán)隙寬度的一半。
角接取壓裝置有兩種結(jié)構(gòu)形式,即環(huán)室取壓和單獨鉆孔取壓。
孔板流量計環(huán)室取壓適用于公稱壓力為0.6-6.4MPa,公稱直徑在50 -400mm范圍內(nèi)。它能與孔板、噴嘴和文丘里管配合,也能與平面、樺面和凸面的法蘭配合使用。環(huán)室分為平面環(huán)室、槽面環(huán)室和凹面環(huán)室三類。
環(huán)室取壓的優(yōu)點是壓力取出口面積比較廣闊,便于測出平均壓差,有利于提高檢測精度。但是加工制造和安裝要求嚴(yán)格,如果由于加工和現(xiàn)場安裝條件的限制,達(dá)不到預(yù)定要求時,檢測精度仍難保證。因此孔板流量計在現(xiàn)場使用時,為了加工和安裝方便,有時不用環(huán)室而用單獨鉆孔取壓,特別是對大口徑管道更是如此。
孔板流量計是測量流量的差壓發(fā)生裝置,配合各種差壓計或差壓變送器可測量管道中各種流體的流量。孔板流量計節(jié)流裝置包括環(huán)室孔板,噴嘴等。
孔板流量計節(jié)流裝置與差壓變送器配套使用,可測量液體、蒸汽、氣體的流量,下面介紹孔板流量計性能優(yōu)勢:
1、線性度高、重復(fù)性好
平衡流量傳感器具有對稱多孔結(jié)構(gòu)特點,能對流場進(jìn)行平衡,降低了渦流、振動和信號噪聲,流場穩(wěn)定性大大提高;使線性度比孔板提升了5~10倍,重復(fù)性提高了54%,為0.15%,從其綜合性能來看,多孔孔板屬于高檔流量計行列。
2、直管段要求低
平衡流量傳感器由于流場穩(wěn)定,且壓力恢復(fù)比孔板快兩倍,大大所短了對直管段的要求,其前后直管段一般為前3D后1D,最小可以小于0.5D,從而省去大量直管段,尤其是特殊昂貴材料的管道。
3、減少壓力損失
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,降低了動能的損失,在同樣的測量工況下,與孔板相比減少了2.5倍的壓力損失,從而節(jié)省了相當(dāng)大的運行能量成本,是一種節(jié)能型儀表。
4、耐臟污不易堵
多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,從而大大降低了滯留死區(qū)的形成,保證臟污介質(zhì)順利通過多個孔,減小了流體孔被堵塞的機會。
5、可直接替換孔板
平衡流量傳感器與孔板具有相同的使用方法和外形,因此可以直接進(jìn)行替換,不需要任何配管的變化和相關(guān)儀表的更改,很適合全廠能源計量改造中將孔板改為多孔孔板。
6、流量測量范圍寬
根據(jù)試驗結(jié)果,我們了解到:多孔孔板的性能,使其流速可以從最小到音速;其最小雷諾數(shù)可低于200,最大雷諾數(shù)大于10?7;β值可選0.25~0.90。
7、長期穩(wěn)定性好
由于其紊流剪切力的明顯減小,大幅度降低了介質(zhì)與節(jié)流件直接的摩擦,其β值長期保持不變,整個儀表無可動部件,因此可以長期保持穩(wěn)定性。
8、可測高溫高壓介質(zhì)
與孔板等節(jié)流裝置一樣,工作溫度壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級,工作溫度可達(dá)850℃,工作壓力可達(dá)42MPa。
9、可測復(fù)雜工況介質(zhì)
由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使其具有特殊的性能,它可以進(jìn)行氣液兩相、泥漿,甚至固體顆粒測量。平衡流量可以測雙向流。
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