1前言
在實(shí)際的生産過(guo)程中，爲了有(yǒu)效地進行操(cāo)作、控制和監(jian)督，常常需要(yào)檢測各種流(liu)體的流量。流(liu)量檢測⛹🏻♀️儀表(biǎo)是發展生🔞産(chǎn)，節💞約能❌源，改(gǎi)進産品質量(liang)，提高經濟效(xiao)益和管理水(shui)平的重要工(gong)具，同時也是(shi)工業自動化(huà)儀表和裝置(zhì)中的重要儀(yí)表之一。
在流(liú)量檢測中有(you)體積流量和(hé)質量流量兩(liang)種方式進行(hang)🆚測量🔞。質量流(liu)量常常需要(yao)被測物的密(mì)度來進行檢(jiǎn)🌈測，而被測物(wu)中📐含有一定(ding)的雜質導緻(zhi)測量的正确(què)。所以在這🌏種(zhǒng)情況下體積(ji)🌈流量的優勢(shì)就體現出來(lái)了。
在體積流(liu)量中有一種(zhong)測量裝置———差(chà)壓式流量計(jì)受歡迎。差壓(ya)式流量計具(ju)有結構簡單(dan)、價格合理、使(shi)📱用方🤟便的優(you)勢，成爲目前(qian)工業生産中(zhong)應用的一種(zhong)流量計。
2流量(liàng)計的分析及(ji)改進
2.1差壓式(shi)流量計
差壓(yā)式流量計是(shi)基于流體的(de)節流原理。它(tā)是利用🏃♂️流體(tǐ)流經節流裝(zhuāng)置時産生的(de)壓力差來進(jin)行計算🏃🏻測出(chu)💋流量的。在流(liu)通管道上設(she)置一個流動(dòng)阻力件♊，當流(liú)體流經阻🌈力(lì)件時将産生(shēng)壓力差，而這(zhè)個壓力差與(yu)流體流量之(zhi)間有确定的(de)一個數值關(guan)系，通過測量(liang)出這個壓力(lì)差就可以求(qiú)得流體流量(liang)。
産生差壓的(de)裝置有許多(duo)種，包括節流(liu)裝置、動壓管(guǎn)、均💋速管、彎管(guan)等。在節流裝(zhuang)置中常用的(de):孔闆流量計(ji)、噴嘴、文丘利(lì)管等。這裏主(zhu)要分析闆孔(kǒng)型節流裝置(zhi)和運用。
2.2節流(liú)式流量計
孔(kǒng)闆節流式流(liú)量計可用于(yú)測量液體、氣(qi)體或蒸汽的(de)流量。此流量(liàng)計是應♌用♈成(cheng)熟的差壓式(shì)流量計，至今(jin)在流量儀表(biao)中占有重要(yào)的地位。
節流(liú)式流量計中(zhong)産生差壓的(de)裝置稱節流(liu)裝置，其主體(ti)是一個局部(bù)收縮阻力件(jian)，稱爲節流元(yuán)件。通過節流(liú)🥰元件改變流(liú)體💃🏻流通截面(miàn)，從而在節流(liu)元件前🈲後形(xíng)成壓力差。節(jiē)流裝🚩置分爲(wei)标準節流裝(zhuāng)置和非标準(zhǔn)節流🥰裝置，标(biao)準節流裝置(zhì)🛀🏻的研究最爲(wei)充分，裝㊙️置型(xíng)式已經标準(zhun)化和通用化(hua)，隻需要根據(jù)有關标準進(jin)行設計🈲計🐇算(suàn)，嚴格按照加(jia)工要求和安(an)裝要求，這樣(yàng)的節流裝置(zhi)不需要經過(guo)單獨标定就(jiù)可以使🥰用。而(ér)非标準節流(liu)裝置用以解(jiě)決髒污和高(gāo)黏度流😄體的(de)流量測量問(wen)題，尚缺乏足(zu)夠的實驗數(shu)據，因此沒有(yǒu)标準化。
節流(liu)式流量計的(de)特點是結構(gou)簡單，無可動(dòng)部件;可靠✏️性(xing)較高☁️;複現性(xing)能好;适應性(xìng)較廣，它适用(yòng)于各種💯工況(kuang)下的單相流(liu)體，适用的管(guan)道直徑範圍(wéi)寬，可以❄️配用(yòng)通用差壓計(jì);節流裝置已(yi)有标準化型(xing)式。其主要缺(quē)點是安裝要(yào)求嚴格;流量(liang)⛱️計前後要求(qiú)較長的🏃♀️直管(guǎn)段;測量範圍(wéi)窄，一般範圍(wéi)度爲3∶1;壓♈力損(sun)失較大;對于(yú)較小直徑管(guǎn)道測量比較(jiao)困難，精度不(bu)夠高。
2.3節流原(yuán)理與流量方(fang)程
首先介紹(shao)流量計算方(fang)程中需要用(yòng)到的參數及(jí)其意義:
ρ—流體(tǐ)密度;
D、A1—管道直(zhí)徑和截面積(ji);
d2、A2—流束最細處(chu)(即截面B處)流(liu)束直徑和截(jie)面積;
d、A0—孔闆開(kāi)孔直徑和開(kai)孔截面積;
P1、P2—孔(kǒng)闆前後固定(dìng)位置處靜壓(yā)力。
管(guan)道中流動的(de)流體具有一(yī)定的能量，即(jí)靜壓能和動(dong)能，并且這💛兩(liang)種能量可以(yǐ)相互轉化。可(ke)以明顯看出(chu)孔闆前後流(liu)體的速度和(he)靜壓力的變(bian)化情況。流體(ti)在截🥰面A以前(qián)，靜壓力爲P11，流(liú)速爲υ1，當流體(tǐ)靠近孔闆時(shi)，管壁處👌的流(liu)體此🌂時受到(dào)的阻擋最大(da)，使得部分動(dong)能轉換爲🏃了(le)靜壓能，導緻(zhì)靜壓力升高(gāo)，産生靠近管(guan)壁流體與管(guǎn)道中心流體(tǐ)間🏃🏻的徑向壓(yā)差，從而使得(dé)靠近管壁流(liú)體💯的流向🍓與(yǔ)管道軸線相(xiang)傾斜，形成了(le)流速收縮運(yun)動。由于慣性(xìng)的作用，流束(shu)最細處在孔(kong)闆後的截面(miàn)B處，此時流速(su)υ2最☎️大，而靜壓(yā)力P22最🔴小，之後(hòu)流束漸漸擴(kuo)大，到截面C處(chu)完全複原，流(liu)速υ3=υ1．
由于節流(liú)裝置的存在(zai)，流體形成的(de)局部渦流和(hé)克服👅摩擦力(lì)，消耗部分能(néng)量，所以流體(ti)的靜壓力不(bu)能恢複到原(yuan)來的數值P11，壓(ya)力損失值爲(wèi)δP=P11－P3.
流量方程的(de)推導:
由于最(zui)小流束截面(mian)B的位置是不(bú)固定的，會随(sui)流體性質和(he)☀️直徑🔞比β=d/D變化(huà)而變化，因此(ci)不可能取得(de)最小㊙️截面壓(yā)力🔴，而隻能取(qǔ)出固定取壓(yā)位置處的壓(yā)力差ΔP=P1－P2，又因爲(wèi)d2，A2無法測量，故(gù)用☎️節流元件(jiàn)開孔直徑d和(he)開孔面積A0代(dài)替。
節流元件(jian)的型式、取壓(ya)方式、節流裝(zhuāng)置開孔直徑(jing)、管道直徑🐅和(he)✂️流體的流動(dòng)狀态都會影(ying)響α。
2.4改善措施(shi)與應用領域(yù)
由于差壓式(shì)流量計具有(you)結構簡單、價(jià)格合理、使用(yong)方便的優點(dian)，許多人都喜(xi)歡使用。但是(shi)在現場實際(ji)應用中，往往(wang)有較大的測(cè)⚽量誤差，這是(shi)由于選型、設(she)計計算、加工(gōng)制造和維護(hu)不當造成的(de)🏃♀️。針對這些狀(zhuàng)況給出了一(yī)些改善🏃🏻措施(shi)，提高測量正(zhèng)确度。
2.4.1使用标(biāo)準孔闆
标準(zhǔn)孔闆的β=d/D在0．2～0．75左(zuo)右。爲了方便(biàn)計算可取0．5。但(dàn)是由于标準(zhǔn)孔🆚闆💔測量精(jing)度低，壓力損(sun)失大，隻用于(yú)清潔流體。
2.4.2節(jie)流裝置的設(she)計和計算。
(1)已(yǐ)知管内直徑(jing)和現場布置(zhì)情況，并且已(yǐ)知流體的性(xing)質和工作參(cān)數，給出流量(liang)測量範圍，要(yao)求設計标準(zhun)節流裝置。這(zhè)🔅種情況下的(de)設計隻要将(jiang)自己選擇的(de)節流型式，測(cè)量範圍還有(yǒu)節流元件的(de)開孔尺寸等(děng)交給廠家。廠(chang)家有完整的(de)手冊和軟件(jiàn)，可以按照🔅用(yong)戶的要求💃提(ti)供。
(2)已知管道(dào)内徑和節流(liú)元件開孔尺(chǐ)寸、取壓方式(shì)、被測流體🏒參(cān)數等必要條(tiao)件。要求根據(ju)所測得的差(cha)壓值計算流(liu)量。這一般是(shi)實驗的工作(zuo)需要，爲了更(geng)加正确地求(qiu)得流量，此時(shi)需要我們同(tóng)時正确地測(ce)量♉流體的溫(wen)度、壓力參數(shù)。
3結論
在實際(ji)生活中差壓(yā)式流量計的(de)優點明顯，現(xian)在市場上所(suo)使用的流量(liàng)檢測裝置大(da)部分都是差(chà)壓式🌈流量計(ji)。孔闆節‼️流式(shì)流量計作爲(wèi)其中的代表(biao)應用廣泛。在(zài)長期的使用(yong)中🏃手冊數據(jù)資料齊全，對(duì)我們而言是(shì)十分有利的(de)。我們隻要🌍按(àn)照标準來确(que)定自己的參(can)數大小。按照(zhao)計算方便和(he)加工容易的(de)考慮。
開孔尺(chi)寸、工作參數(shu)等要求。按照(zhao)這種方法，用(yòng)戶可以🈲自己(ji)♋簡單準确計(jì)算出自己生(shēng)産中所需的(de)測量👨❤️👨裝置;而(ér)在🛀🏻實驗工作(zuo)中，要求數據(jù)的更加正确(què)和嚴謹，往往(wang)一個數據會(hui)保留到小數(shu)點後面幾位(wei)，這樣在計算(suan)時如果出現(xiàn)平方開根号(hào)現象會使得(dé)結果更加複(fu)雜，導緻制作(zuo)加工難度的(de)上升。如果合(hé)理取值後計(ji)算結果十分(fèn)方便，對于計(ji)算加工都是(shì)有幫助的。這(zhe)樣對于裝置(zhì)可以更加合(hé)理✨，生産力有(you)了更大的提(tí)高。
相信在未(wèi)來孔闆節流(liu)式流量計會(huì)有更大的發(fā)展和改善，會(hui)有🌈一批節流(liu)式流量計的(de)出現投入到(dao)更🌈廣更深的(de)市場運用🔴中(zhong)去。