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摘 要： 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置存在的主要問題是什么,？采用標(biāo)準(zhǔn)孔板測量流量時(shí),，液體應(yīng)滿足什么條件？孔板取壓的五種方式,，各有什么特點(diǎn),？由標(biāo)準(zhǔn)孔板衍生出來的各種非標(biāo)準(zhǔn)孔板各有什么特點(diǎn),？彎管流量計(jì)與孔板流量計(jì)在結(jié)構(gòu)和原理上有什么不同？與孔板流量計(jì)相比,，彎管流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么,？ 

1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置存在的主要問題是什么？ 

（1）測量準(zhǔn)確度,、復(fù)現(xiàn)性在流量儀表中屬于中等,，大約為1～2級(jí)，由于存在諸多影響因素,，難以提高,； 

（2）測量范圍窄，由于差壓與流量平方關(guān)系成正比,，量程比也很?。?nbsp;

（3）現(xiàn)場安裝條件高,，尤其節(jié)流裝置前直管段難以滿足要求,； 

（4）節(jié)流裝置與差壓儀表間需要有引線、閥門連接,，容易泄漏,、堵塞和凍結(jié)，造成測量失靈,； 

（5）標(biāo)準(zhǔn)孔板的尖銳度隨運(yùn)行時(shí)間延長不斷磨損變鈍,，測量準(zhǔn)確度下降； 

（6）大管段標(biāo)準(zhǔn)孔板（直徑300mm以上）在高溫下運(yùn)行容易變形,，形成凹凸面,，影響測量準(zhǔn)確度； 

（7）標(biāo)準(zhǔn)孔板,、噴嘴壓損大,。 

2 采用標(biāo)準(zhǔn)孔板測量流量時(shí)，液體應(yīng)滿足什么條件,？ 

（1）液體必須充滿管道，并連續(xù)流過節(jié)流裝置,； 
（2）液體必須是單相的,、均勻地通過節(jié)流裝置不能發(fā)生相變； 
（3）流體流動(dòng)狀態(tài)是紊流,，即雷諾數(shù)大于臨界雷諾數(shù),； 
（4）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置不適合測量脈動(dòng)流和臨界流。 

3 孔板取壓的五種方式,，各有什么特點(diǎn),？ 

孔板取壓有五種方式：角接取壓法,、法蘭取壓法、徑距取壓法,、理論取壓法（縮流取壓法）和管接取壓法（損失取壓法）,，見圖。

 
a-a角接取壓b-b法蘭取壓c-c徑距取壓d-d理論取壓e-e管接取壓 
圖 五種孔板取壓位置

（1）管接取壓法（損失取壓法）：是一種古老的取壓方式,，是?？退固梗‥.O.Hickstein）在1913年發(fā)布的。上游取壓口位置距孔板上游端面2.5D,，下游取壓口位置距孔板下游端面8D,。在下游取壓點(diǎn)是在流體經(jīng)過孔板后，流體的流束已經(jīng)*充滿管道,，所以上,、下游形成的差壓比較小，另外在下游的8D之內(nèi)管壁粗糙度直接影響差壓值,。此種取壓法除了少數(shù)的天然氣測量流量還保留外,，基本不再使用。 

（2）理論取壓法（縮流取壓法）：為了克服管接取壓法產(chǎn)生差壓小的缺點(diǎn),，將下游取壓點(diǎn)改為流體經(jīng)過孔板后流束收縮zui小的位置,，此處產(chǎn)生的差壓zui大。但是流束收縮zui小的位置是與直徑比（與β）有關(guān)的函數(shù),，所以這種取壓法的下游取壓點(diǎn)是不固定的,，應(yīng)用起來很不方便，此方法只能作為理論分析用,，沒有實(shí)際應(yīng)用,。 

（3）徑距取壓法：此方法是針對(duì)管接取壓法產(chǎn)生差壓小的缺點(diǎn)改進(jìn)而來，將下游取壓點(diǎn)的位置固定,。在直徑比β小于0.735時(shí),，徑距法與理論法的數(shù)據(jù)很接近。在結(jié)構(gòu)上,，沒有復(fù)雜的加工件,，現(xiàn)場安裝使用很方便，在歐美國家應(yīng)用廣泛,。 

（4）角接取壓法：采用環(huán)室結(jié)構(gòu),，利用環(huán)室的均壓作用提高測量精度。環(huán)室的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，加工費(fèi)時(shí),、費(fèi)料、成本高，環(huán)室的取壓孔容易堵塞,，不易疏通,。 

（5）法蘭取壓法：一般都在法蘭上取壓，結(jié)構(gòu)上比角接和環(huán)室要簡單,，只是需要的孔板法蘭,，不能用普通法蘭代替。

GB/T2624—93把徑距取壓法,、角接取壓法和法蘭取壓法作為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的取壓方法,。 

4 由標(biāo)準(zhǔn)孔板衍生出來的各種非標(biāo)準(zhǔn)孔板各有什么特點(diǎn)？ 

為解決特殊情況的測量衍生許多非標(biāo)準(zhǔn)孔板,，列出10種,，見圖所示，其特點(diǎn)如下,。

 
圖 非標(biāo)準(zhǔn)孔板

（1）錐形入口孔板：它相當(dāng)一塊標(biāo)準(zhǔn)孔板倒裝,，是為了克服尖銳度的磨損而改進(jìn)的，取壓方式為角接取壓,，見圖（a）,。 

（2）1/4圓孔板：與標(biāo)準(zhǔn)孔板相似，只是孔口形狀不同,，其外形輪廓由一個(gè)與軸線垂直的端面,，半徑r為1/4圓構(gòu)成的入口截面及噴嘴出口端面組成，特點(diǎn)同上,。取壓方式為角接或法蘭取壓,，見圖（b）。 

（3）圓缺孔板：如圖（c）所示,，其開孔為圓的一部分,，一般在圓的下半缺，該圓的直徑為管道內(nèi)徑的98%,，開孔圓弧部分的圓心與管道同心,。圓缺孔板可測量臟污流體，取壓方式為法蘭取壓,。 

（4）偏心孔板：這種孔板的開孔偏離管道的中心線,，不與管道同心，但與管道的同心圓相切,，其直徑等于管道直徑的98%,，參見圖（d）。它可以測量臟污流體,，取壓方式為法蘭取壓。 

（5）楔形孔板：結(jié)構(gòu)形式如圖（e）。開孔位置與圓缺孔板相似,，開孔為V形,，可以減少壓損，它也可以測量臟污流體,，取壓方式還未進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,。 

（6）內(nèi)藏孔板：這種孔板是將孔板與差壓變送器作成一個(gè)裝置，如圖（f）所示,，由于取消了引壓管線,、二次閥門，就沒有管線泄漏,、凝,、堵等現(xiàn)象。它主要用于小流量測量,，即管徑小于50mm的流量測量,，常用在管徑15～40mm、流量范圍1.02×106～48m3/h（液體）,、0.00031～1300m3/h（氣體）的測量中,。 

（7）線性孔板：孔板管道面積隨流量大小自動(dòng)變化，形成了測量差壓與流量的線性關(guān)系,，也擴(kuò)大了測量范圍,。見圖（g）。 

（8）道爾管：結(jié)構(gòu)如圖（h）所示,。 

它是由40°入口錐角和15o擴(kuò)散管組成的節(jié)流元件,，正負(fù)取壓口分別在錐管前部和喉部。長度是管徑的1.5～2倍,，僅為文丘里管的17%,，道爾管產(chǎn)生的差壓比文丘里管大，但在高壓下壓損很小,。 

（9）羅洛斯管（Lo—Loss）：由40°入口段,、7°錐管、5°擴(kuò)散管組成的節(jié)流元件,。取壓方式為角接取壓,，它也是低壓損失的節(jié)流元件。結(jié)構(gòu)形式見圖4（i）,。 

（10）環(huán)形孔板：環(huán)形孔板結(jié)構(gòu)如圖4（j）所示,。主要有一個(gè)固定在與管同心的圓板由三角支架固定，利用中心軸管將孔板上,、下游的壓力傳送出去,。其優(yōu)點(diǎn)是：既能自由排出管道底部的污物，又能使氣體或蒸汽沿著頂部流過。 

5 彎管流量計(jì)與孔板流量計(jì)在結(jié)構(gòu)和原理上有什么不同,？ 

從結(jié)構(gòu)上講,，彎管流量計(jì)傳感器是以90o彎管為基礎(chǔ)，在彎管中心的內(nèi)外側(cè)取出差壓,，從而測得流量,；孔板流量計(jì)節(jié)流裝置是在管道中心安裝一個(gè)孔板作為節(jié)流件，在孔板前后取出差壓,，測得流量的大小,，如圖所示。

 
彎管流量計(jì)傳感器

從原理上,，流體流經(jīng)彎管時(shí),，受到管內(nèi)的約束作用，迫使流體在彎管內(nèi)做近似圓周運(yùn)動(dòng),，產(chǎn)生慣性離心力,，離心力的大小可以通過彎管內(nèi)外差壓的測量得到，所以彎管流量計(jì)是離心式差壓流量計(jì),；而孔板流量計(jì)是以流體流動(dòng)連續(xù)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(chǔ),，在流體流經(jīng)孔板時(shí)在其前后產(chǎn)生的差壓測得流量的大小。 

彎管流量計(jì)的流量方程式為：

式中：u—流體平均流速,；α—流量系數(shù),； 
R/D—彎管的彎徑比；ρ—密度,； 
P1-P2—彎管內(nèi)外差壓（ΔP）,； x—指數(shù)。 

6 與孔板流量計(jì)相比,，彎管流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么,？ 

彎管流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)如下： 

（1）無附加壓力損失 

彎管流量計(jì)的傳感器是90°機(jī)加工的標(biāo)準(zhǔn)彎管，沒有阻力件,，壓損小,，有利于節(jié)約能源。 

（2）安裝方便,、耐磨損,、無須維修、壽命長 

彎管流量計(jì)的傳感器直接焊接在工藝管道中,，取消了檢測元件所固有的夾緊裝置,，既簡單又可靠。彎管一次焊好后不存在泄漏問題,，也不需要維護(hù),。長期運(yùn)行的微小磨損對(duì)其傳感器的性能影響甚微,，所以長期使用時(shí)，測量的準(zhǔn)確度不變,。 

（3）適應(yīng)性強(qiáng) 

彎管流量計(jì)可以在惡劣的環(huán)境如高溫,、高壓、粉塵,、振動(dòng)和潮濕中使用，如果彎管傳感器與配套差壓儀表接口采用不銹鋼,、工程塑料等,，還可以測量各種腐蝕性介質(zhì)的流量。 

（4）價(jià)格低廉 

由于彎管流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡單,，便于成批生產(chǎn),，*其它差壓式流量計(jì)或旋渦、超聲波等流量計(jì),。 

缺點(diǎn)：測量準(zhǔn)確度低,，彎管流量計(jì)的測量準(zhǔn)確度一般在2%～5%。 

7 什么是均速管流量計(jì),？與孔板流量計(jì)相比有哪些異同點(diǎn),？ 

均速管是一種通過差壓測量流量的傳感器，均速管流量計(jì)是在皮托管測速原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的流量計(jì),。 

相同點(diǎn)：均速管流量計(jì)與孔板流量計(jì)的測量原理都是以伯努利方程和連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的,，盡管產(chǎn)生差壓的結(jié)構(gòu)不同，但是流量公式是一樣的,。 

不同點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)上兩者截然不同,。均速管傳感器由檢測桿、取壓口和導(dǎo)壓管組成,，它安裝在管道內(nèi)部與管道垂直,。檢測桿上迎著流體部分一般設(shè)有4個(gè)取壓孔，特殊的有5～9個(gè)孔,，測量出總壓（動(dòng)壓和靜壓）取其平均值,；檢測桿背向流體部分的中部有1個(gè)取壓孔，測量出靜壓,，前后分別有導(dǎo)壓管將壓力引出,。通過所測的總壓與靜壓的差值，可以測得流體流量,。傳感器結(jié)構(gòu)如圖所示,。

 
均速管流量計(jì)傳感器