孔板流量計的概述及用途
點擊次數(shù):2495 發(fā)布時間:2021-03-19 05:50:23
孔板流量計(以下簡稱DPF或流量計)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產生的差壓、己知的流體條件和檢測件與管道的兒何尺寸來測量流量的儀表.DPF由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀表)組成.通常以檢測件的型式對DPF分類,如孔扳流量計、文丘里管流量計及均速甕量計等.二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器和流量顯示及計算儀表,它己發(fā)展為三化(系列化通用化及標準化)程度很高的種類規(guī)格龐雜的一大類儀表.差壓計既可用于測量流量參數(shù),也可測量其他參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。
DPF按其檢測件的作用原理可分為節(jié)流式、動壓頭式、水力阻力式、離心式、動壓增益式和射流式等兒大類,其中以節(jié)流式和動壓頭式應用*為廣泛。
節(jié)流式DPF的檢測件按其標準化程度分為標準型和非標準型兩大類.所謂標準節(jié)流裝置是指按照標準文件設計、制造、安裝和使用,無須經(jīng)實流校準即可確定其流量值并估算流量測量誤差,非標準節(jié)流裝置是成熟程度較差,尚未列入標準文件中的檢測件。
標準型節(jié)流式DPF的發(fā)展經(jīng)過漫長的過程,早在20世紀20年代,美國和歐洲即開始進行大規(guī)模的節(jié)流裝置試驗研究.用得*普遍的節(jié)流裝置一孔板和噴嘴開始標準化.現(xiàn)在標準噴嘴的一種型式ISA1932噴嘴,其兒何形狀就是30年代標準化的,而標準孔板亦曾稱為ISA 1932孔板。節(jié)流裝置結構形式的標準化有很深遠的意義,因為只有節(jié)流裝置結構形式標準化了,才有可能把國際上眾多研究成果匯集到一起,它促進檢測件的理論和實踐向深度和廣度拓展,這是其他流量計所不及的.1980年IS以國際標準化組織)正式通過國際標準IS05167, X11七流量測量節(jié)流裝置*一個國際標準誕生了.ISO 5167總結了兒十年來國際上對為數(shù)有限的兒種節(jié)流裝置(孔板、噴嘴和文丘里管)的理論與試驗的研究成果,反映了此類檢測件的當代科學與生產的技術水平.但是從ISO 5167正式頒布之日起,它就暴露出許多待解決的問題,這些問題主要有以下兒個方面。
1)ISO 5167試驗數(shù)據(jù)的陳舊性ISO 5167中采用的數(shù)據(jù)大多是30年代的試驗結果,**無論節(jié)流裝置制造技術,流量試驗設備及實驗技術都有巨大的進步,重新進行系統(tǒng)地試驗以獲得更高精確度及更可靠的數(shù)據(jù)是必要的.進入80年代美國和歐洲都進行大規(guī)模的試驗,為修訂ISO 5167打下基礎。
2) ISO 5167中關于直管段長度規(guī)定的問題在ISO投票通過ISO 5167時,美國投了反對票,其主要原因是對直管段長度的規(guī)定有不同意見,這個問題應是ISO 5167修訂的主要問題之一。
3) ISO 5167中各項規(guī)定的科學性問題影響節(jié)流裝置流出系數(shù)的因素特別多,主要有孔徑與管徑的比值p、取壓裝置、雷諾數(shù)、節(jié)流件安裝偏心度、前后阻流件類型及直管段長度、孔板入口邊緣尖銳度、管壁粗糙度、流體流動湍流度等,眾多因素影響錯綜復雜,有的參數(shù)難以直接測量,因此標準中有些規(guī)定并非科學地確定,而是為了取得一致,不得不人為地確定.**流量專家斯賓塞(E. A.Spencer)提出一系列應重新檢討的問題,如孔板平直度、同心度、直角邊緣尖銳度、管道粗糙度、上游流速分布及流動調整器的作用等。
4)關于節(jié)流式DPF測量精確度提高的問題鑒于節(jié)流式DPF在流量計中占有重要地位,提高其測量精確度意義重大.歷次國際學術會議認為必須使流量測量工作者、流體力學與計算機技術工作者緊密合作共同攻關才能解決此問題。
20世紀80年代美國和歐洲開始進行大規(guī)模的孔板流量計試驗研究,歐洲為歐共體實驗計劃(EECExperimental Program),美國為API實驗計劃(API Experimental Program).試驗的目的是用現(xiàn)代*新測試設備及試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理技術進行新一輪的范圍廣泛的試驗研究,為修訂ISO 5167打下技術基礎.1999年ISO發(fā)出ISO 5167的修訂稿(ISO / CD 5167-1-4),該文件為委員會草案,它在技術內容與編輯上都有很大改動,是一份全新的標準。本來預定于1999年7月在美國丹佛舉行的ISO / TC30/ SC2,9--U上審查通過為DIS(標準草案),但是會議認為尚有細節(jié)問題應再商榷而未能通過.新的ISO5167標準何時正式頒布尚不得而知.ISO 5167新標準在標準的兩個核心內容皆有實質性變化,一是孔板的流出系數(shù)公式,用Reader-Harris/Gallagher計算式(R-G式)代替Stolz計算式,另一為節(jié)流裝置上游側直管段長度的規(guī)定以及流動調整器的使用等。
我們通常稱ISO 5167 (GB /T2624)中所列節(jié)流裝置為標準節(jié)流裝置,其他的都稱為非標準節(jié)流裝置,應該指出,非標準節(jié)流裝置不僅是指那些節(jié)流裝置結構與標難節(jié)流裝置相異的,如果標準節(jié)流裝置在偏離標準條件下工作亦應稱為非標準節(jié)流裝置,例如,標準孔板在混相流或標準文丘里噴嘴在臨界流下工作的都是。
目前非標準節(jié)流裝置大致有以下一些種類:
1)低雷諾數(shù)用1/4圓孔板,錐形入口孔板,雙重孔板,雙斜孔板,半圓孔板等:
2)臟污介質用圓缺孔板,偏心孔板,環(huán)狀孔板,楔形孔板,彎管節(jié)流件等;
3)低壓損用羅洛斯管,道爾管,道爾孔板,雙重文丘里噴嘴,通用文丘里管,Vasy管等:
4)小管徑用整體(內藏)孔板:
5)端頭節(jié)流裝w端頭孔板,端頭噴嘴,Borda管等;
6)寬范圍度節(jié)流裝置彈性加載可變面積可變壓頭流量計(線性孔板):
7)毛細管節(jié)流件層流流量計:
8)脈動流節(jié)流裝置:
9)臨界流節(jié)流裝置音速文丘里噴嘴;
10)混相流節(jié)流裝置.
節(jié)流式DPF現(xiàn)場應用的不斷拓展必然提出發(fā)展非標準節(jié)流裝置的要求,十余年來ISO亦在不斷制訂有關非標準節(jié)流裝置的技術文件,在它們不能成為正式標準之前作為技術報告發(fā)表.可以預見,今后有可能若干較為成熟的非標準節(jié)流裝置會晉升為標準型的。
20世紀90年代中后期**范圍內各式DPF銷售量在流量儀表總量中臺數(shù)占5009a-6009a(每年約百萬臺),金額占30%左右.我國銷售臺數(shù)約占流量儀表總量(不包括家用燃氣表和家用水表及玻璃管浮子流量計)的35%-42%(每年6萬一7萬臺)。
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