差压式流量测量技术问答(一) 差压式流量计的测量元件或传感器.pdf

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1、lIColumn专栏一—————————————————————————————————————————————————————————————————————一专家Q&A1天津石化炼油厂汪玉忠为正比例关系，即差压与流速平方成正比例。这就是差压变送器1差压变送器是如何能测量流体流量的?差压变送器本身只能测量流体的两点压力差值，若测量流体测量流体流量的基本原理。流量还需要与节流装置(如标准孔板、文丘里管等)或取压装置2节流装置的测量原理是什么?其计算公式如何(如均速管、弯管等)配合使用，才能测量出来流体的流量。根据推导的?伯努利方程和流体连续性

2、原理：在流体流动的管道中装有阻尼件，节流装置前后流动特性如图1所示。当充满圆管的单相流体让流体经过阻尼件，在阻尼件前后就会产生压力的差值，成为压差通过管道中安装的节流装置时，流体的流束在节流件处形成局部或差压，差压与流量有一定的函数关系。根据伯努利方程：收缩，流速增大、静压降低，并在节流件前后产生压力差，此差压值与流体的流量有确定的数值关系。因此只要测量出差压值，Z1+且+：z2+旦+(1-1)pg2gpg2g就可以得到流体通过管道的流量大小。式中z、z2一位能；P／(pg)、P：／(pg)一压力能；、、、一zl+P。／(pg)、Z2+P2／

3、(Pg)一静压能；．√：：⋯’■一一一Ul2／2g、U22／2g一动能；一(t、、当在水平管道上Z。：Z时，简化为旦+：盟+(I-2)pg2gpg2g(b)将式(1—2)改写为pI一—p2：——P(L1-3)●～l≤当阻尼件为孔板时，设U处的管道流通面积为S时，那么u处的管道流通面积为s：，式(1-3)改写为(a)流动情况(b)压力分布(C)流速分布p一p：=p“：2(一4)图l节流装置前后流动特性从式(1—1、l一2、1-3、1-4)中看出：伯努利方程是一个能量节流装置计算公式是利用伯努力方程和连续方程推导出来平衡方程，当在流体流动的管道中

4、装有阻尼件，流体经过阻尼件的。推导的方法是根据理想流体流经典型节流装置的特性，然后前后时，能量发生变化，静压能减少动能增加，从而形成压差与结合实际情况给以修正。动能的函数关系，动能与流体流速的函数关系为动能与流速平方52眚晌硼瞄AUTOMATIONPANORAMA2011．0见图1(a)中截面1和截面2，截面l是流体流束收缩前的截(5)对于可压缩气体，不再满足P=P的条件，把可压缩面，截面2是流束收缩最小的截面，根据两个原理方程：气体的条件的影响全部集中在流束膨胀系数￡上；，2，2(6)流出系数C与流量系数c【的关系盟+：丝+(2-1)pl2

5、P220【=ECAIXUl=A2×U2(2-2)其中E为渐进速度系数，表示孔板流量计上游管道内流速与对于液体由于它具有不可压缩的性能，密度P为常数孔板处的流速数学关系式，即：Plp2P，代八上瓦廿J侍：C为流量计的实际流量与理论流量值之比，是一个纯数。．．一丽11f『2(—P2)(2-3)将上述因素综合修正后，计算公式为：寿署(2-s)p=：√等(2—4)式(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2—4)为理想液体及典型节寿三(2-9)流装置中流速与差压的关系式。式中：qm一质量流量kg／s；音由．qv一体积流量m3／s；P、P2一截面1和截面

6、2处的静压；C一流出系数(无量纲)；u．、u一截面1和截面2处的平均流速；E一可膨胀系数．(无量纲)；p。、p：一截面1和截面2处的流体密度；B一直径比D=d／D；“一流束收缩系数(A=p-)；d一设计条件下节流件的孔径m；A、A2～截面1和截面2处流体流通面积；D一设计条件下上游管道内径m；一节流孔面积；AP一差压Pa；D一节流装置的直径比；13一上游流体密度kg／md一节流件开孔直径；3差压式流量计测量的基本方程式包括哪些内容?D一管道内径。流体通过节流装置产生的差压常常使用差压式流量计测量，下面针对实际工作条件对理想流体和典型节流装置逐

7、项进行我们把节流装置与差压式流量变送器的组合称为差压式流量计。修正：差压式流量计测量的基本方程式见上题公式(2—8)、(2-9)，(1)用p、P：(实际取压处的静压)代替p。、P：引出取基本方程中的6个函数：C、￡、d、D(D)、P、AP，可分为实测量压系数。取压方式不同、其值不同，即√p。一：二；d、B0))、p、A骄口统计量C、￡两类。(2)用u。代替U，对于理想流体可以认为无摩擦，而实际(1)实测量流体有粘性、流动有摩擦，即=‘({为摩擦系数)；孔径d：从上述两个方程式中孔径d与流量成平方关系，其(3)在公式(2—3)中流束修正系数“、

8、取压系数、、摩擦系精确度对计算流量的总精确度影响较大，误差值一般能控制在数{都不能单独测量，将它们合并为一个系数，称为流量系数：±O．05％左右，还应考虑到工作温度