。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),在整個工業(yè)流量測量領(lǐng)域中,差壓式流量計(jì)占流量儀表總數(shù)的一半以上。其中用得最多的是由節(jié)流裝置和差壓計(jì)組成的節(jié)流式流量計(jì)。
節(jié)流式流量計(jì) 節(jié)流式流量計(jì)是一種典型的差壓式流量計(jì),是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸汽流量的最常用的一種流量儀表。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),在整個工業(yè)流量測量領(lǐng)域中,差壓式流量計(jì)占流量儀表總數(shù)的一半以上。其中用得最多的是由節(jié)流裝置和差壓計(jì)組成的節(jié)流式流量計(jì)。節(jié)流式流量計(jì)所以能夠得到如此廣泛的應(yīng)用,主要因?yàn)樗哂幸韵聝蓚€非常突出的優(yōu)點(diǎn): 1.結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,工作可靠,成本低,又具有一定的準(zhǔn)確度?;旧夏軌驖M足工程測量的需要。 2.研究設(shè)計(jì)和使用歷史悠久,有豐富的可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)加工已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)加工的節(jié)流式流量計(jì),不需要進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定,也能在已知的不確定度范圍內(nèi)進(jìn)行流量測量。 尤其是第二個優(yōu)點(diǎn),使得節(jié)流式流量計(jì)在制造和使用上都非常方便,因?yàn)閷σ粋€流量計(jì),特別是大流量測量用的流量計(jì),在標(biāo)定和檢定時將會遇到各種各樣的困難。 差壓式流量計(jì)通常由能將流體流量轉(zhuǎn)換成差壓信號的節(jié)流或流量傳感器和測量差壓并顯示流量的差壓計(jì)(或差壓變送器)組成,如圖4-1所示。安裝在流通管道中的節(jié)流裝置也稱“一次裝置”,它包括節(jié)流件、取壓裝置和前后直管段。顯示裝置也稱“二次裝置”,它包括差壓信號管路和測量中所需的儀表。 不少國家對節(jié)流裝置做了很多研究工作。AGA(美國煤氣協(xié)會)、ASME(美國機(jī)械工程師協(xié)會)和NBS(美國國家標(biāo)準(zhǔn)局)從20世紀(jì)初就開始進(jìn)行節(jié)流裝置的實(shí)驗(yàn),并確認(rèn)了俄亥俄州立大學(xué)的測試報(bào)告,后來將上述測試數(shù)據(jù)擬合了一個白金漢(Buckingham)公式,使節(jié)流裝置的應(yīng)用推進(jìn)了一大步。20世紀(jì)50年末期,ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)結(jié)合了美國和歐洲對節(jié)流裝置的研究數(shù)據(jù),分別于1967年、1968年相繼頒布了兩個標(biāo)準(zhǔn)。第一個標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于孔板和噴嘴的規(guī)定ISO/R541,第二個標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于文丘里管的規(guī)定ISO/R781.1980年有對前面的兩個標(biāo)準(zhǔn)文件進(jìn)行了修訂,采納了斯托茲(Stolz)公式,出版了適合于孔板、噴嘴和文丘里管的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167。后來十多年的大量試驗(yàn)研究和總結(jié),又經(jīng)過幾次修訂,做了許多實(shí)質(zhì)性的較大的修改,出版了最新的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167-1~ISO5167-4:2003,分別對基本原理與技術(shù)要求、孔板、噴嘴與文丘里噴嘴和文丘里管如膨脹系數(shù)、直管段長度、孔板上游管道連接處最大允許的臺階值、文丘里管上游直管段長度作出了具體新規(guī)定。對孔板的流出系數(shù)計(jì)算公式也作了修改。我國也于1976年開始對節(jié)流裝置進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,并于1981年出版了流量測量節(jié)流裝置的國家標(biāo)準(zhǔn)GB2624-81和計(jì)量檢定規(guī)程JJG267-1982,對角接取壓、法蘭取壓的標(biāo)準(zhǔn)孔板和角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴作了具體規(guī)定;1982年又對D-D/2取壓孔板和長徑噴嘴做了實(shí)驗(yàn)研究,并制定了計(jì)量檢定規(guī)程JJG311-1983;1986年后,對均速管、1/4圓孔板、錐形入口孔板作了研究,制定了檢定規(guī)程JJG621-1989;1989年開始,對國家標(biāo)準(zhǔn)GB2624-1981進(jìn)行了修訂,于1993年出版了新國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-1993《流量測量節(jié)流裝置,用孔板、噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》,對角接取壓、法蘭取壓和D-D/2取壓的孔板、噴嘴和文丘里管作了具體規(guī)定,并將前面的各檢定規(guī)程合并為一個統(tǒng)一的計(jì)量檢定規(guī)程-差壓式流量計(jì)檢定規(guī)程JJG640-1994。 使用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置時,流體的性質(zhì)和狀態(tài)必須滿足下列條件: 1.滿管流。流體必須充滿管道和節(jié)流裝置,并連續(xù)地流經(jīng)管道。 2.單相流。流體必須是牛頓流體,即在物理上和熱力學(xué)上是均勻的、單相的,或者刻意認(rèn)為是單相的,包括混合氣體、溶液和分散性粒子小于0.1微米的膠體。在氣體有不大于2%(質(zhì)量成分)均勻分散的固體微粒,或液體中有不大于5%(體積成分)均勻分散的氣泡,也可認(rèn)為是單相流體量。但其密度取平均密度。 3.定常流。流體流量不隨時間變化或變化非常緩慢。 4.無相變流。流體流經(jīng)節(jié)流件是不發(fā)生相變。 5.無旋流。流體在流經(jīng)節(jié)流件前,流束是平行于管道軸線的無旋流。 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置不適用于脈動流和臨界流的流量測量。
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