孔板流量計按國標規(guī)定進行設計、制造和檢定的標準孔板無需實流標定,精度高、結構簡單、制造成本低,但壓力損失在所有標準節(jié)流裝置中最大,不適用于要求壓力損失小的情況,標準孔板廣泛用于石油、化工、冶金、電力等行業(yè)。
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孔板流量計流出系數(shù)非線性的制約
流出系數(shù)C 的定義為通過節(jié)流裝置的實際流量值與理論流量值之比。在一定條件下, 對于給定的節(jié)流裝置, 該值僅與雷諾數(shù)有關, 對于不同的節(jié)流裝置, 只要這些裝置是幾何相似, 并且在相同的雷諾數(shù)條件下, 則C 值是相同的, 流出系數(shù)C 的計算式是以大量實驗所確定的數(shù)值為依據(jù), 并以標準的形式給出。傳統(tǒng)的孔板流量計將流量計算公式中的流出系數(shù)C 當作常數(shù)來處理, 這在當時的技術發(fā)展階段是不得已而為之。其實C 值并非常數(shù), 在一定的安裝條件下, 對于給定的節(jié)流裝置, C 值是隨雷諾數(shù)的變化而變化的。..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.. ( GB /T2624-93)以實驗確定的數(shù)據(jù)為依據(jù), 給出了求C 值的方程式。C = 0..595 9+ 0..031 2 ..2..1 - 0..184 0 ..8 + 0..002 9 ..2..5 ( 106 /R e) 0..75 ( 2) 式中, C 為流出系數(shù); ..為孔板開孔直徑和管道直徑之比; R e為雷諾數(shù), 表征流體慣性力和粘性力之比, 可用下式表示: R e= vD.. 式中, v為管道中流體的平均軸向流速, m / s; D 為管道直徑, m; ..為流體的運動黏度, m2 / s。在傳統(tǒng)的孔板流量計算中, 要對C 值進行修正是困難的, 為了減小C 值的影響, 常常采用下面的措施: ( 1)將差壓上限..Pmax盡可能取得大一些, 使..值小一些, 對C 值的影響盡可能小一些; ( 2) 縮小管徑, 提高流速, 從而使節(jié)流裝置在較高雷諾數(shù)條件下使用; ( 3)限制流量計的使用下限(結合差壓計精度的約束條件, 一般測量下限不低于25% FS) , 因為流量越低, 雷諾數(shù)越小, C 與常用流出系數(shù)C com的差異越大, 誤差也越大。由于C 的在線修正難以實施, 所以在設計節(jié)流裝置時設法將流量測量下限對應的C 和C com之間的偏差規(guī)定為不大于0..5%。
孔板流量計可膨脹性系數(shù)的制約
可膨脹性系數(shù)..是對流體流過節(jié)流件時由于密度發(fā)生變化而引起流出系數(shù)變化的修正。
根據(jù)GB /T2624-93, 角接、徑距和法蘭這三種取壓方式的孔板, 可用經(jīng)驗公式計算可膨脹性系數(shù).= 1- ( 0..41+ 0..35 ..4 ) .. ..P / ( kP 1 ) ( 3) 式中, ..為工作狀態(tài)下的可膨脹性系數(shù); k 為等熵指數(shù); P 1 為工作狀態(tài)下孔板前流體的絕對壓力, Pa。式( 3)的適用范圍為P2 /P 1..0..75(P 2 為工作狀態(tài)下孔板后流體的絕對壓力, Pa)。在節(jié)流裝置前后壓差..P .. 1 kPa時, 甚至對于低壓氣體, 實際的..值與1的差別很小, 因此可以取為1, 而沒有什么誤差。常用流量條件下的..已在設計節(jié)流裝置時予以解決。也就是說, 如果儀表在常用流量條件下使用, ..不會引起附加誤差。但是偏離常用流量之后, 必定引起附加誤差, 而偏離常用流量的情況經(jīng)常發(fā)生, 因而在幾年前計算機技術還不發(fā)達的時候, 常用孔板流量計的量程比一般只能達到3..1。