測量原理和流動情況
如果在充滿液體和管道中固定放置一個流通面積小于管道截面積的節(jié)流件，則管內(nèi)流束在通過該節(jié)流件時就會造成局部收縮。在收縮處，流速增加，靜壓力降低，因此，在節(jié)流件前后將產(chǎn)生一定的壓力差。實踐證明，對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件，一定的測壓位置和前后直管段，一定的流體參數(shù)情況下，節(jié)流件前后的壓差Δp與流量qv之間有一定的函數(shù)關(guān)系。因此，可以通過測量節(jié)流件前后的差壓來測量流量。
最為常見的節(jié)流件有孔板，噴嘴，文丘里管和文丘里噴嘴等幾種形式，如圖4-2所示。
如圖4-3所示，流體通過孔板前就已經(jīng)開始收縮，由于慣性的作用，流束通過孔板后還將繼續(xù)收縮，直到在孔板后的某一距離處達到最小流束截面，如圖4-3a。這時流體的平均流速達到最大值，如圖4-3c。然后流束又逐漸擴大到充滿整個圓管，流體的速度也恢復(fù)到孔板前來流的速度。靠近孔板前后的角落處，由于流體的粘性和局部阻力以及靜壓差回流等的影響將造成渦流。這時沿管壁流體的靜壓變化和軸線上不同，圖4-3b中實線表示管壁上的靜壓沿軸線方向的變化曲線。在孔板前，由于孔板對流體的阻力，造成部分流體局部滯止，使得管道壁面上的靜壓比上游壓力稍有升高。通過孔板后，流體壓力突然下降并隨著流束的縮小，流速的提高而減小，一直達到某一最低值，然后又隨流速的擴張而升高，最后恢復(fù)到一個稍低于原管中壓力的壓力，這就是節(jié)流件造成的不會恢復(fù)壓力損失δp。管道軸線上流體壓力沿軸線方向的分布如圖4-3b中虛線所示。
節(jié)流裝置中造成流體壓力損失的原因是孔板前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機械能的一部分不可逆地變成了熱能，散失在流體內(nèi)。為了減小這部分損失，人們采用噴嘴、文丘里管等節(jié)流件，以盡量消除節(jié)流件前后的渦流區(qū)。大大減少了流動的壓力損失。還有一些低壓損的節(jié)流件，可以節(jié)約儀表運行的能量消耗。
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