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差壓計的原理及使用方法

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差壓計的原理及使用方法

充滿(mǎn)管道的流體,當它流經(jīng)管道內的節流件時(shí),如圖4.1所示,流速將在節流件處形成局部收縮,因而流速增加,靜壓力降低,于是在節流件前后便產(chǎn)生了壓差。流體流量愈大,產(chǎn)生的壓差愈大,這樣可依據壓差來(lái)衡量流量的大小。這種測量方法是以流動(dòng)連續性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)為基礎的。壓差的大小不僅與流量還與其他許多因素有關(guān),例如當節流裝置形式或管道內流體的物理性質(zhì)(密度、粘度)不同時(shí),在同樣大小的流量下產(chǎn)生的壓差也是不同的。


圖4.1 孔板附近的流速和壓力分布

1.2 流量方程

 
式中 qm--質(zhì)量流量,kg/s;
   qv--體積流量,m3/s;
   C--流出系數;
   ε--可膨脹性系數;
   β--直徑比,β=d/D;
   d--工作條件下節流件的孔徑,m;
   D--工作條件下上游管道內徑,m;
   △P--差壓,Pa;
   ρl--上游流體密度,kg/m3。
  由上式可見(jiàn),流量為C、ε、d、ρ、△P、β(D)6個(gè)參數的函數,此6個(gè)參數可分為實(shí)測量[d,ρ,△P,β(D)]和統計量(C、ε)兩類(lèi)。
  (1)實(shí)測量
  1)d、D 式(4.1)中d與流量為平方關(guān)系,其精確度對流量總精度影響較大,誤差值一般應控制在±0.05%左右,還應計及工作溫度對材料熱膨脹的影響。標準規定管道內徑D必須實(shí)測,需在上游管段的幾個(gè)截面上進(jìn)行多次測量求其平均值,誤差不應大于±0.3%。除對數值測量精度要求較高外,還應考慮內徑偏差會(huì )對節流件上游通道造成不正常節流現象所帶來(lái)的嚴重影響。因此,當不是成套供應節流裝置時(shí),在現場(chǎng)配管應充分注意這個(gè)問(wèn)題。
  2)ρ ρ在流量方程中與△P是處于同等位置,亦就是說(shuō),當追求差壓變送器高精度等級時(shí),絕不要忘記ρ的測量精度亦應與之相匹配。否則△P的提高將會(huì )被ρ的降低所抵消。
  3)△P 差壓△P的精確測量不應只限于選用一臺高精度差壓變送器。實(shí)際上差壓變送器能否接受到真實(shí)的差壓值還決定于一系列因素,其中正確的取壓孔及引壓管線(xiàn)的制造、安裝及使用是保證獲得真實(shí)差壓值的關(guān)鍵,這些影響因素很多是難以定量或定性確定的,只有加強制造及安裝的規范化工作才能達到目的。
  (2)統計量
  1)C 統計量C是無(wú)法實(shí)測的量(指按標準設計制造安裝,不經(jīng)校準使用),在現場(chǎng)使用時(shí)最復雜的情況出現在實(shí)際的C值與標準確定的C值不相符合。它們的偏離是由設計、制造、安裝及使用一系列因素造成的。應該明確,上述各環(huán)節全部嚴格遵循標準的規定,其實(shí)際值才會(huì )與標準確定的值相符合,現場(chǎng)是難以完全滿(mǎn)足這種要求的。
  應該指出,與標準條件的偏離,有的可定量估算(可進(jìn)行修正),有的只能定性估計(不確定度的幅值與方向)。但是在現實(shí)中,有時(shí)不僅是一個(gè)條件偏離,這就帶來(lái)非常復雜的情況,因為一般資料中只介紹某一條件偏離引起的誤差。如果許多條件同時(shí)偏離,則缺少相關(guān)的資料可查。
  2)ε 可膨脹性系數ε是對流體通過(guò)節流件時(shí)密度發(fā)生變化而引起的流出系數變化的修正,它的誤差由兩部分組成:其一為常用流量下ε的誤差,即標準確定值的誤差;其二為由于流量變化ε值將隨之波動(dòng)帶來(lái)的誤差。一般在低靜壓高差壓情況,ε值有不可忽略的誤差。當△P/P≤0.04時(shí),ε的誤差可忽略不計。

2分 類(lèi)

  差壓式流量計分類(lèi)如表4.1所示。

表4.1 差壓式流量計分類(lèi)表
  分類(lèi)原則        分   類(lèi)   類(lèi)   型
按產(chǎn)生差壓的作用原理分類(lèi)
1)節流式;2)動(dòng)壓頭式;3)水力阻力式;4)離心式;5)動(dòng)壓增益式;6)射流式
按結構形式分類(lèi)
1)標準孔板;2)標準噴嘴;3)經(jīng)典文丘里管;4)文丘里噴嘴;5)錐形入口孔板;6)1/4圓孔板;7)圓缺孔板;8)偏心孔板;9)楔形孔板;10)整體(內藏)孔板;11)線(xiàn)性孔板;12)環(huán)形孔板;13)道爾管;14)羅洛斯管;15)彎管;16)可換孔板節流裝置;17)臨界流節流裝置
按用途分類(lèi)
1)標準節流裝置;2)低雷諾數節流裝置;3)臟污流節流裝置;4)低壓損節流裝置;5)小管徑節流裝置;6)寬范圍度節流裝置;7)臨界流節流裝置;

2.1 按產(chǎn)生差壓的作用原理分類(lèi)
  1)節流式 依據流體通過(guò)節流件使部分壓力能轉變?yōu)閯?dòng)能以產(chǎn)生差壓的原理工作,其檢測件稱(chēng)
   之為節流裝置,是DPF的主要品種。
  2)動(dòng)壓頭式 依據動(dòng)壓轉變?yōu)殪o壓的原理工作,如均速管流量計。
  3)水力阻力式 依據流體阻力產(chǎn)生的壓差原理工作,檢測件為毛細管束,又稱(chēng)層流流量計,一
   般用于微小流量測量。
  4)離心式 依據彎曲管或環(huán)狀管產(chǎn)生離心力原理形成的壓差工作,如彎管流量計,環(huán)形管流量
   計等。
  5)動(dòng)壓增益式 依據動(dòng)壓放大原理工作,如皮托-文丘里管。
  6)射流式 依據流體射流撞擊產(chǎn)生原理工作,如射流式差壓流量計。
發(fā)布人:2010/6/25 11:16:002778 發(fā)布時(shí)間:2010/6/25 11:16:00 此新聞已被瀏覽:2778次