山東建筑大學(xué)熱工檢測(cè)課第10章課件

充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道內(nèi)節(jié)流件時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮。節(jié)流裝置是安裝在流體管道中，使流體的流通截面發(fā)生變化，引起流體靜壓變化的一種裝置。因而流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓差，流體流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，因而可依據(jù)壓差來衡量流量的大小。流體流經(jīng)孔板后，斷面逐漸增加恢復(fù)到原來的狀態(tài)，流速逐漸降低為原來值，靜壓力回升，但由于能量損失-部分用于摩擦、撞擊和渦流，所以壓力有損失，不能回到原來的值。如圖節(jié)流裝置產(chǎn)生的差壓信號(hào)，通過壓力傳輸管道引至差壓計(jì)，經(jīng)差壓計(jì)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或氣信號(hào)送至顯示儀表。節(jié)流裝置（取壓管及內(nèi)部的節(jié)流孔板）

節(jié)流孔板后取壓管

前取壓管流體通過節(jié)流孔板時(shí)，流速加快，后取壓管處的壓力減小。節(jié)流裝置外形

節(jié)流孔板后取壓管

第1節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置節(jié)流裝置除節(jié)流元件和取壓裝置外，還包括節(jié)流元件上下游阻力件以及它們之間的直管段.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的適用條件流體必須是牛頓流體，在物理學(xué)和熱力學(xué)上是均勻的、單相的，或者可認(rèn)為是單相的流體。流體必須充滿管道和節(jié)流裝置且連續(xù)流動(dòng)，流經(jīng)節(jié)流件前流動(dòng)應(yīng)達(dá)到充分紊流，流束平行于管道軸線且無旋轉(zhuǎn)，流經(jīng)節(jié)流件時(shí)不發(fā)生相變。流動(dòng)是穩(wěn)定的或隨時(shí)間緩變的

常用的節(jié)流元件有標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件兩種。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件有孔板、噴嘴、文丘里管和文丘里噴嘴；非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件有雙重孔板、1/4圓噴嘴和圓缺孔板等。1標(biāo)準(zhǔn)孔板

標(biāo)準(zhǔn)孔板是一塊具有與管道同心圓形開孔的圓板，迎流一側(cè)是有銳利直角入口邊緣的圓筒形孔，順流的出口呈擴(kuò)散的錐形?？装逡螅海?）開孔直徑d應(yīng)實(shí)際測(cè)量。測(cè)量在上游段進(jìn)行，最好是在四個(gè)大致相等的角度上測(cè)量直徑，求其平均值。要求各個(gè)單測(cè)值與平均值之差在0.05%范圍內(nèi)。（2）孔板進(jìn)口圓筒形部分應(yīng)與管道同心安裝；（3）孔板進(jìn)口邊緣應(yīng)是嚴(yán)格直角，不能有毛刺和可見的反光。所謂薄壁是指孔板厚度E和圓筒形厚度e不能過大。標(biāo)準(zhǔn)孔板E=0.02～0.05D，e=0.005～0.02D孔板的三種取壓方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，價(jià)格便宜。壓力損失較大，測(cè)量精度較低，只適用于潔凈流體介質(zhì)，測(cè)量大管徑高溫高壓介質(zhì)時(shí)，孔板易變形。2標(biāo)準(zhǔn)噴嘴ISA1932噴嘴長(zhǎng)徑噴嘴3取壓方式差壓式流量計(jì)是通過測(cè)量節(jié)流件前后壓力差p來實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的，而壓力差

p的值與取壓孔位置和取壓方式緊密相關(guān)。

(1)角接取壓:上下游取壓管位于孔板(或噴嘴)的前后端面處。角接取壓包括單獨(dú)鉆孔和環(huán)室取壓。

(2)法蘭取壓：上下游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上、下游側(cè)端面之間的距離均為25.4±0.8mm（1inch)。取壓孔開在孔板上下游側(cè)的法蘭上．取壓位置—標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置規(guī)定了由節(jié)流件前后引出差壓信號(hào)的幾種取壓方式，包括取壓位置和取壓口的結(jié)構(gòu)形式。角接取壓和法蘭取壓較為常用,理論取壓和徑距取壓一般不用角接取壓裝置：環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓裝置結(jié)構(gòu)環(huán)室取壓：前、后環(huán)室裝在節(jié)流件兩邊，環(huán)室夾在法蘭之間。節(jié)流件前后的壓力從連續(xù)環(huán)隙上取得，為整個(gè)圓周上的平均值。單獨(dú)鉆孔取壓：鉆在法蘭或夾緊環(huán)上。取壓孔在夾緊環(huán)內(nèi)壁的出口邊緣必須與夾緊環(huán)內(nèi)壁平齊，取壓孔為圓筒形，其軸線應(yīng)盡可能與管道軸線垂直。法蘭取壓裝置上游取壓口中心線與節(jié)流件上游端面距離L1=25.4mm，下游取壓口中心線與節(jié)流件下游端面距離L2=25.4mm。當(dāng)β>0.6且D<150mm時(shí)，允許偏差為±0.5mm，其余情況下允許偏差為±1mm。

從法蘭外圓垂直管道軸線向內(nèi)鉆孔。取壓孔直徑應(yīng)小于0.13D和小于13mm.法蘭取壓裝置徑距取壓（D-D/2取壓）

取壓孔必須符合單獨(dú)鉆孔取壓的全部要求，取壓孔中心線必須與管道中心線垂直。取壓孔只有一對(duì)，上游取壓孔中心線與節(jié)流件上游端面距離L1等于D，允許偏差為±0.1D。

下游取壓孔中心線與節(jié)流件下游端面距離L2等于0.5D，允許偏差：當(dāng)β≤0.6時(shí)為±0.02D;當(dāng)β>0.6時(shí)為±0.01D。角接取壓法蘭取壓徑距取壓12mm≤d50mm≤D≤100mm0.2≤β≤0.75當(dāng)0.2≤β≤0.45時(shí)，ReD≥5000ReD≥1260β2D當(dāng)β≥0.4時(shí)，ReD≥10000標(biāo)準(zhǔn)孔板制造安裝的其他要求β=d/D為直徑比；D為流動(dòng)管道內(nèi)徑。二標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的管道條件為了使流體在節(jié)流元件前1D處達(dá)到充分發(fā)展的湍流速度分布，須滿足：

1)節(jié)流元件前、后必須有足夠長(zhǎng)的直管段，長(zhǎng)度與節(jié)流元件上下游阻力元件及直徑比β有關(guān)。

2)直管段截面必須為圓形，節(jié)流元件前后圓度要求高。在節(jié)流元件前2D范圍內(nèi)，分別于0D、0.5D、1D和2D處的四個(gè)截面上，以角等分方式各測(cè)取4個(gè)管道內(nèi)徑Di，共16個(gè)測(cè)量值，偏差要求小

第2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置流量公式

流量方程第4節(jié)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件及其應(yīng)用在特殊的情況下（如管道直徑小于50毫米，雷諾數(shù)很小等），不適用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件。

非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，流量系數(shù)的誤差較大的尚未標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)流件。（1）低雷諾數(shù)：1/4圓孔板，錐形入口孔板，雙重孔板，雙斜孔板，半圓孔板等；

（2）臟污介質(zhì)：圓缺孔板，偏心孔板，環(huán)狀孔板，楔形孔板，彎管節(jié)流件等；

（3）低壓損：羅洛斯管，道爾管，道爾孔板，文丘里噴嘴，通用文丘里管等；

（4）脈動(dòng)流節(jié)流裝置；

（5）臨界流節(jié)流裝置：音速文丘里噴嘴；

（6）混相流節(jié)流裝置。?圓弧入口孔板、錐形入口孔板圖a為1/4圓弧孔板，圖b為錐形入口孔板。都是同心孔板，與標(biāo)準(zhǔn)孔板相比，只是孔口廓形不同，前者為1/4圓弧，后者像一倒裝的標(biāo)準(zhǔn)孔板。第5節(jié)差壓計(jì)信號(hào)管路的安裝節(jié)流式流量計(jì)的安裝與使用條件

:流量系數(shù)是在一定的條件下通過實(shí)驗(yàn)得到的，因此對(duì)管道選擇流量計(jì)的安裝和使用均有規(guī)定a.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的使用條件——節(jié)流裝置僅適用于圓形測(cè)量管道，在節(jié)流裝置前后的直管段上，內(nèi)壁表面應(yīng)無可見坑凹、毛刺和沉積物，對(duì)相對(duì)粗糙度和管道圓度均有規(guī)定。管徑大小也有一定限制。（D最小≥50mm），適用于單相、均質(zhì)流體且充滿管道，流速恒定或緩慢變化。b.節(jié)流式流量計(jì)的安裝1)節(jié)流元件前端面須與管道軸線垂直，允許最大不垂直度±1°。2)節(jié)流元件的開孔必須與管道同心，允許最大不同心度0.015D(1/β－1)。3)節(jié)流元件在受熱時(shí)能夠自由膨脹，防止變形。4)調(diào)節(jié)流量用的閥門最好安裝在節(jié)流元件后最小直管段長(zhǎng)度以外。c.取壓口位置和引壓管路的安裝——與測(cè)壓儀表的要求類似，應(yīng)保證差壓計(jì)能夠正確、迅速地反映節(jié)流裝置產(chǎn)生的差壓值。引壓導(dǎo)管應(yīng)按被測(cè)流體的性質(zhì)和參數(shù)要求使用耐壓、耐腐蝕的管材，引壓管內(nèi)徑不得小于6mm。長(zhǎng)度最好在16m以內(nèi)。引壓管應(yīng)垂直或傾斜敷設(shè)，其傾斜度不得小于1:12，傾斜方向視流體而定。d.差壓計(jì)用于測(cè)量差壓信號(hào)，其差壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的工作壓力，因此，導(dǎo)壓管與差壓計(jì)連接處應(yīng)安裝截?cái)嚅y，截?cái)嚅y后裝平衡閥。在儀表投入時(shí)，平衡閥可以起到單向過載保護(hù)作用。在儀表運(yùn)行過程中，打開平衡閥，可以進(jìn)行儀表的零