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差压式流量计

2010-12-18

差压式流量计
差压式流量计是在流通管道上设置流动阻力件，流体通过阻力件时将产生压力差，此压力差与流体流量之间有确定的数值关系，通过测量差压值可以求得流体流量。常用的差压式流量计是由产生差压的装置和差压计组合而成的。流体流过差压产生装置形成静压差，由差压计测得差压值并转换为注量信号输出。产生差压的装置有多种形式，包括节流装置、动压管、均带管和弯管等。
差压式流量计可用于测量液体、气体和蒸气的流量。其中，节流式流量计是应用历史长和成熟差压式流量计，至今在生产过程中仍占有重要地位。
节流式流量计的优点是结构简单，无可动部件；可靠性较高；复现性能好；适应性较广，它适用于各种工况下的单相流体，适用管道直径范围宽，可以配用通用差压计；节流装置已有标准化形式。它的主要缺点是安装要示严格；流量计前后要求有较长的直管段；测量范围窄，一般范围度为3：1；压力损失较大；对于较小直径的管道测量比较困难（D＜50mm）；精确度不够高（±1% ~ ±2% ）等。
节流式流量计的测量原理
节流就是流体在流动中因流通面积小而受到局部收缩的现象。造成流体在管道内局部收缩的部件，称为节流元件。常见的节流元件有孔板、喷嘴及文丘利管等。节流元件及其上下游连接的直管段、边接法兰和取压装置等，统称为节流装置。
节流式流量计的测量原理以能量守恒定律和流动连续性定律为基础，在节流元件前后流体的静压和流速分布情况。图中的节流元件为孔板。稳定流动的流体沿水平管道流经孔，在其前后产生压力和流速的变化。流束在孔板前截面处开始收缩，位于边缘处的流体向中心加速，流束中央的压力开始下降。在截面处流处流束达到小收缩截面，此处流速逐渐减慢，静压逐渐恢复。但由于流体流经节流元件时会有压力损失，所以静压不能恢复到收缩前的大压力值。
根据能量守恒原理，流体在流动中的位能、动能，再加上能量损失应是不变的。由此得出不可压缩流体的流量方程。

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