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公司新闻
    差压式流量计测量原理与特点介绍
     

     流体在有节流装置的管道中流动时,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。节流装置包括节流元件和取压装置。节流元件是使管道中的流体产生局部收缩的元件,常用的节流元件有孔板、喷嘴和文丘利管等,下面以孔板为例说明节流现象。

       在管道中流动的流体具有动能和位能,在一定条件下这两种能量可以相互转换。而根据能量守恒定律,流体所具有的静压能和动能,再加上克服流动阻力的能量损失,在没有外加能量的情况下,其总和是不变的。图示在孔板前后流体的速度与压力的分布情况。流体在管道截面I 前,以一定的流速v流动。此时的静压力为P;。在接近节流装置时,由于遇到节流装置的阻挡,使靠近管壁处的流体受到节流装置的阻挡作用最大,因而使一部分动能转换为静压能,出现了节流装置人口端面靠近管壁处的流体静压力升高,并且比管道中心处的压力要大,即在节流装置人口端面处产生一径向压差,这一径向压差使流体产生径向附加速度,从而使靠近管壁处的流体质点的流向与管道中心轴线相倾斜,形成了流束的收缩运动。由于惯性作用,流束收缩最小的地方不在孔板的开孔处,而是在开孔处的截面11 处。根据流体流动的连续性方程,截面II处的流体的流动速度最大,达到v2。随后流束又逐渐扩大,至截面III后则完全恢复平稳状态,流速便降低到原来的数值,即v1=v3。

       由于节流装置造成流束的局部收缩,使流体的流速发生变化,即动能发生变化。与此同时,表征流体静压能的静压力也在变化。在截面I 处,流体具有静压力P1。到达截面II时,流速增加到最大值,静压力则降低到最小值P2,而后又随着流束的恢复而逐渐恢复,由于在孔板端面处,流通截面突然缩小和扩张,使流体形成局部涡流,要消耗一部分能量,同时流体流经孔板时,要克服摩擦力,所以流体的静压力不能恢复到原来的数值P;,而产生了压力损失£=P1-P2。节流装置前流体的压力较高,称为正压,常以“+ ' ,标志;节流装置后流体压力较低,称为负压(不同于真空度的概念),常以“一”标志。节流装置前后压差的大小与流量有关。管道中流动的流体流量越大,在节流装置前后产生的压差也越大,只要测出孔板前后压差的大小,即可反映出流量的大小,这就是节流装置测量流量的基本原理。

       值得注意的是:要准确地测量出截面I 与截面II处的压力P1和P2是有困难的,这是因为产生最低静压力P2的截面II的位置随着流速的不同会改变,事先根本无法确定。因此,实际上是在孔板前后的管壁上选择两个固定的取压点,来测量流体在节流装置前后的压力变化。因而所测得的压差与流量之间的关系,与测压点和测压方式的选择是紧密相关的。

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