孔板流量計的結構原理

在管路上裝有一塊孔板，孔板兩側接測壓管，分別與U型壓差計相連接。孔板流量計是利用流體通過銳孔的節流作用，使流速增大，壓強減小，造成孔板前后壓強差，作為測量的依據。若管路直徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經孔板后所形成縮脈的直徑為d2，流體密度為ρ。在界面I，Ⅱ處即孔板前測壓導管處和縮脈處的速度，壓強分別為u1，u2與p1，p2，根據柏努利方程式，不考慮能量損失可得：

(u22－u12)/2=(p1－p2)/ρ=gh

或(u22－u12)1/2=(2gh)1/2

由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，截面積S2又難以知道，而孔口的面積卻是知道的，測壓口的位置在設備制成后也不改變，因此，用孔板孔徑處的u0來代替u2，又考慮到流體因局部阻力而造成的能量損失，并用校正系數C來校正。則有：

(u02－u12)1/2=C(2gh)1/2

對于不可壓縮流體，根據連續性方程式又有：

u1=u0S0/S1

則經過整理后可得：u0=C*(2gh)1/2/[1－(S0/S1)2]1/2

令C0=C/[1－(S0/S1)2]1/2則又可以簡化為：u0= C0(2gh)1/2

根據u0和S2即可算出流體的體積流量：

Vs= u0* S0= C0 *S0*(2gh)1/2 [m3 / s]

或 Vs=C0*S0*[2gR(ρr－ρ)/ρ]1/2 [m3 / s]

式中：R—U型壓差計的讀數，[m]；

ρr—壓差計中指示液的密度，[kg / m3]；

C0—孔流系數，它由孔板銳孔的形狀，測壓口的位置，孔徑與管徑比和雷諾準數共同決定，具體數值由實驗確定。當d1/d2一定，Re準數超過某個數值后，C0就接近于定值。一般在工業上定型孔板流量計都規定在C0為常數的流動條件下使用。

一體化孔板流量,可廣泛應用于石油化工天燃氣冶金電力制藥等行業中,各種液體氣體天燃氣及蒸汽的體積流量或質量流量的連續測量.

當充滿管道的流體流經孔板時,將產生局部收縮,流束集中,流速增加,靜壓力降低,于是在孔板前后產生一個靜壓力差,該壓力差與流量存在著一定的函數關系,流量越大,壓力差就越大.

差壓信號傳送給差壓變送器,轉換成4-20ma.DC模擬信號輸出,遠轉給流量積算儀,實現流體流量的計量.

質量型流量計,利用智能型差壓變送器,對工況溫/壓進行自動補償后,實現對流體質量流量的測量.

孔板流量計安裝條件。

安裝管道條件：

（1） 節流件前后的直管段必須是直的，不得有肉眼可見的彎曲。

（2） 安裝節流件用得直管段應該是光滑的，如不光滑，流量系數應乘以粗糙度修正稀疏。

（3） 為保證流體的流動在節流件前1D出形成充分發展的紊流速度分布，而且使這種分布成均勻的軸對稱形，所以

1） 直管段必須是圓的，而且對節流件前2D范圍，其圓度要求其甚為嚴格，并且有一定的圓度指標。具體衡量方法：

（A） 節流件前OD，D/2，D，2D4個垂直管截面上，以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內徑單測值，取平均值D。任意內徑單測量值與平均值之差不得超過±0。3%

（B） 在節流件后，在OD和2D位置用上述方法測得8個內徑單測值，任意單測值與D比較，其大偏差不得超過±2%

2） 節流件前后要求一段足夠長的直管段，這段足夠長的直管段和節流件前的局部阻力件形式有關和直徑比β有關，見表1（β=d/D, d為孔板開孔直徑，D為管道內徑）。

（4） 節流件上游側阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0。7（不論實際β值是多少）取表一所列數值的1/2

（5） 節流件上游側為敞開空間或直徑≥2D大容器時，則敞開空間或大容器與節流件之間的直管長不得小于30D（15D）。若節流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時，則除在節流件與局部阻力件之間設有附合表1上規定的小直管段長1外，從敞開空間到節流件之間的直管段總長也不得小于30D（15D）。

節流件上下游側的小直管段長度表1

節流件上游側局部陰力件形式和小直管段長度L 。

選擇孔板流量計所需要的參數

1、管道的口徑（管徑*壁厚）2、孔板流量計測量的介質3、被測介質的工作溫度4、被測介質的工作壓力（大壓力、小壓力、正常壓力）5、被測介質的工作流量（大流量、小流量、正常流量）6、被測介質的粘度