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    孔板流量计使用中K系数对于流量计算的影响

    发表时间:2017-09-18   点击次数:  技术支持:15601403222
         孔板流量计是过程流量检测仪表的一种节流装置,是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置,可测量气体、蒸汽、液体及引的流量,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。由于其具有悠久的应用历史,在使用中建立了完善的设计、计算、规格、选型数据库表并形成了标准规范。工程设计中孔板作为一种标准的节流元件得到广泛的应用,是工程人员进行流量检测设计的**方案。
      孔板流量计测量原理
      孔板用于过程流量检测,是基于流体力学中的理想流体传输特性而制造出来的节流元件。
      理想流体伯努利方程:Z1+P1/ρ1g+V12/2g= Z2+P2/ρ2g+V22/2g+hf
      Z1 、Z2 是节流元件前后取压点距离基准平台的垂直高度所产生的压力水头;
      P1 、P2 是节流元件前后管线内介质的静压力;
      V1、V2 是节流元件前后介质的平均流动速度;
      ρ1、ρ2是节流前后介质的密度,理想流体可看做节流前后密度不变为 ρ;
      hf   为节流元件造成的流体水头损失,在标准节流元件标准化安装过程中可忽略不计。
      根据以上公式及符号定义整理可得:
      (V22 —V12)/2g=( P1 —P2)/ρg + (Z1 — Z2 )
      根据流体的流量守恒定律知节流元件前后的流体流量相等:
      Q1=Q2 ;Q1= V1S1,Q2 = V2S2,
      由此可以得出节流元件的平均流速为:V2= V1 S1/ S2
      式中S1、S2分别为管线及节流元件的流通横截面积,由管线的通径和节流孔板开孔大小可以计算得出。
      由此可以得出节流元件之前流体的平均流速:
      V12= [( P1 —P2)/ρg + (Z1 — Z2 )]2g S22/(S12- S22 ) ;
      实际使用中,节流元件前后取压点到基准平台的垂直距离保持一致,因此
      (Z1 — Z2 ) =0  由此上述公式可以化简为:
      V1 =√(P1 —P2 )√(2S22/(S12- S22 )ρ
      =K√(P1 —P2 );
      式中K=√(2S22/(S12- S22 )ρ在标准孔板安装后的使用中保持基本恒定可看做一常数为流量系数,在工程设计计算中计算得出。
    由上公式可知流体的流速与节流元件前后的压差的开平方成正比,只要我们检测出节流元件前后的压差值,就可以得到介质的平均流速,由此可以计算出流体的体积流量,这就是节流孔板能够测量流体流量的原理。
     
      孔板流量计使用中的误差影响
    由以上孔板流量计的测量原理可以看出,是在假设一些条件恒定保持不变的情况下,才能实现孔板前后压差的开平方与流体的流速成正比。因此在实际工程使用中,这种限制条件能否保持恒定是保证孔板流量计测量是否准确的*要因素。为此我们在设计、安装以及使用维护中都需进行相应的工作。
     
      K的影响
      为保证流量系数K保持恒定,工程设计中对于介质的密度要求准确,因此在孔板选型过程中要提供流体正常使用中的温度、压力、密度、组分等参数。如果现实使用中这些参数偏离选型参数过大,则需要对流量系数重新进行数值修正。大多数装置的生产都会按照工程设计时的参数来进行,且在线流过程检测对于参数的精度要求不是很苛刻,因此这种对孔板流量系数的修订实际生产中并不多见。如果孔板流量计用于物料的计量检测中,则需进行流体流量系数的补偿措施,常见的就是使用温压补偿措施来进行流量系数数值修订。

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