孔板流量计体积流量计算公式

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(孔板流量计体积流量计算公式)

节流式流量计校核装置 实验指导书
流量计校核 实验目的 熟悉孔板流量计、文丘里流量计的构造、性能及安装方法。 掌握流量计的标定方法之一——容量法。 测定孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。 基本原理 对非标准化的各种流量仪表在出厂前都必须进行流量标定，建立流量刻度标尺（如转子流量计）、给出孔流系数（如涡轮流量计）、给出校正曲线（如孔板流量计）。使用者在使用时，如工作介质、温度、压强等操作条件与原来标定时的条件不同，就需要根据现场情况，对流量计进行标定。 孔板、文丘里流量计的收缩口面积都是固定的，而流体通过收缩口的压力降则随流量大小而变，据此来测量流量，因此，称其为变压头流量计。而另一类流量计中，当流体通过时，压力降不变，但收缩口面积却随流量而改变，故称这类流量计为变截面流量计，此类的典型代表是转子流量计。 2.1孔板流量计的校核 孔板流量计是应用最广泛的节流式流量计之一，本实验采用自制的孔板流量计测定液体流量，用容量法进行标定，同时测定孔流系数与雷诺准数的关系。 孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增加，造成孔板前后产生压强差，可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。其基本构造如图3-1所示。 若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2，流体的密度为ρ，则根据柏努利方程，在界面1、2处有： （3-1） 或（3-2） 由于缩脉处位置随流速而变化，截面积又难以指导，而孔板孔径的面积是已知的，因此，用孔板孔径处流速来替代上式中的，又考虑这种替代带来的误差以及实际流体局部阻力造成的能量损失，故需用系数C加以校正。式（3－2）改写为 （3-3） 对于不可压缩流体，根据连续性方程可知，代入式（3-3）并整理可得（3-4） 令（3-5） 则式（3-4）简化为（3-6） 根据和即可计算出流体的体积流量： （3-7） 或（38） 式中：－流体的体积流量，m3/s； －U形压差计的读数，m； －压差计中指示液密度，kg/m3； －孔流系数，无因次；由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数Re所决定，具体数值由实验测定。当孔径与管径之比为一定值时，Re超过某个数值后，接近于常数。一般工业上定型的流量计，就是规定在为定值的流动条件下使用。值范围一般为0.6-0.7。 孔板流量计安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段，上游长度至少应为10d1，下游为5d2。孔板流量计构造简单，制造和安装都很方便，其主要缺点是机械能损失大。由于机械能损失，使下游速度复原后，压力不能恢复到孔板前的值，称之为永久损失。d0/d1的值越小，永久损失越大。 2.2文丘里流量计的校核孔板流量计的主要缺点时机械能损失很大，为了克服这一缺点，可采用一渐缩渐括管，如图3－2所示，当流体流过这样的锥管时，不会出现边界层分离及漩涡，从而大大降低了机械能损失。这种管称为文丘里管。 文丘里管收缩锥角通常取15°-25°，扩大段锥角要取得小些，一般为5°-7°，使流速改变平缓，因为机械能损失主要发生在突然扩大处。图3-2文丘里流量计 文丘里流量计测量原理与孔板完全相同，只不过永久损失要小很多。流速、流量计算仍可用式（3－6）、（3－7），式中仍代表最小截面处（称为文氏喉）的流速。文丘里管的孔流系数约为0.98-0.99。机械能损失约为 （3-9） 文丘里流量计的缺点是加工比孔板复杂，因而造价高，且安装时需占去一定管长位置，但其永久损失小，故尤其适用于低压气体的输送。三.实验装置与流程 实验装置如图3-3所示。主要部分由循环水泵、流量计、U型压差计、温度计和水槽等组成。 图3-3四.实验步骤与注意事项 1.熟悉实验装置，了解各阀门的位置及作用。 2.对
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无复零功能
（□～□）
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一、高压孔板流量计说明概述
标准孔板流量计有着悠久的历史背景，各种试验数据齐全。结构简单，无可动部件、长期使用稳定可靠，精度高。有丰富的设计制造和应用经验。标准化程度高，线性好，可不必进行实流标定。孔板流量计有可靠的实验数据和完善的国际（ISO5167-2003）、国家标准（GB2624-2006）。在国外和国内有着其固有的巨大市场，用户熟悉、数据完善；遵循国际标准计算与加工、使用灵活方便；国内目前流量测量中应用zui广泛的仍然是差压式流量计，据有关资料的估计占流量仪表总用量的75%-85%之间。它在蒸汽锅炉、石油、化工、钢铁、电力、水利、造纸、制药、食品和化纤等行业中被广泛使用。
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一、孔板流量计安装基本要求：
孔板蒸汽流量计计量精度高，稳定性好，适用于贸易结算，安装不受外界信号干扰，耐压耐高温的一种产品、
（1）．对于新设管路系统，必须先经扫线后再安装标准孔板，以防管内杂物堵塞或损伤标准孔板。（2）安装前应仔细核对标准孔板的编号、位号、规格是否与管道情况、流量范围等参数相符。在取压口附近标有“+”的一端应与流体上游管段联接，标有“—”的一端应与流体下游管段联接。（3）．标准孔板的中心线应当与管道中心线同轴。
二、孔板流量计的安装对管道的要求：
（1）．孔板流量计安装时应配有一段测量管,至少保持前10DN、后5DN的等径直管段，以提高测量精度。（2）．在孔板流量计前后若需安装阀门，选闸阀且在运行中全开；调节阀则应在下游5DN之后的管路中。（3）．引压管路的内径与管路长度和介质脏污程度有关，通常在45米以内用内径为8-12mm的管子。（4）．测量液体流量时引压管水平段应在同一水平面内。若是在垂直管道上安装节流件，引压短管之间相距一定的距离（垂线方向），这对差压变送器的零点有影响，应通过“零点迁移”来校正。（5）．引压管路应有牢固的支架托承，两根取压管路应尽可能互相*近并远离热源或震动源，测量水蒸汽流量时，应用保温材料一同包扎，必须时（如气温0℃以下）加伴热管防止结冰。在测量脏污流量时，应附设隔离器或沉降器。（6）．引压管路内必须始终保持单相流体状态。被测流体是气体时，引压管路（包括差压计的压力腔）内全部是气相；被测流体是液体时，引压管路内全部是液相，不能有气泡。为此应在引压管路的zui低点装排水阀或在zui高点装排气阀，在新装或检修差压变送器时时应特别注意。
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涡街流量计的优点：量程比宽，智能涡街流量计的量程比一般为1:9、1:10.测量几乎无压损。安装简便：安装方式为法兰对夹或者法兰连接式。
缺点：量程范围与口径对应比较固定，但是可以采用缩进来测量一些流量偏小的介质。抗震性差。测量高温高压蒸汽不占优势，一般测量温度上限350°，压力4MPa。
由此可见流量计的选型很是重要。
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孔板流量计的简单结构允许它们以非常小的尺寸制造。下图显示了一个小型设备，它不仅是一个质量流量计，而且还有一个带有内置节流阀机构和控制电子设备的质量流量控制器。为了给你一种规模感，在这个装置的左侧和右侧看到的管接头是1/4英寸，使这张照片几乎全尺寸：
孔板流量计校准
校准孔板流量计的一个重要因素是过程流体的比热。“比热”是将标准量物质的温度改变某一特定量所需的热能量的量度。某些物质具有比其他物质更高的比热值，这意味着这些物质能够吸收（或释放）大量的热能而不会经历很大的温度变化。
具有高比热值的流体可形成良好的冷却剂，因为它们能够从热物体中除去大量热能，而不会经历温度的大幅升高。由于孔板流量计的工作原理是对流冷却，这意味着具有高比热值的流体将引起孔板流量计的响应大于具有较小比热值的流体的完全相同的质量流量（即流体不如冷却液好。
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