孔板流量计简易计算公式应用.pdf

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1、2010年全国流量测量学术交流会论文集孔板流量计简易计算公式应用李明亮　谢庆生（广西柳州钢铁股份公司炼铁厂，柳州　545002）摘　要介绍孔板流量计的计算公式中国流量仪表网，通过将简易公式和通用公式的对比，发现简易公式更直观，而且计量误差很小，能够满足生产要求，为维护提供了方便。关键词计量学；孔板；流量；公式；误差TheRecommendationofEasyCalculateExpressionsofOrificeMeterLiMingliangXieQingsheng(IronworkingofGuangxiLiuzhouSteelStockCompany,LiuZhou

2、545002)Abstract:Thecalculateexpressionsoforificemeterisintroduced.Bycontrastingtheeasyexpressionsandthenormalexpressions,discoveringthattheformerismoreintuitionistic,andthemessureerrorisverysmall.Itcansatisfythedemandofproduceandprovideconveniencetomaintain.Keywords:Metrology;Orificemeter;F

3、low;Expressions;Error0　引言孔板是典型的差压式流量计，它结构简单，制造方便，在柳钢炼铁厂使用广泛，主要用于测量氧气、氮气、空气、蒸汽及煤气等流体流量。由于孔板的流入截面是突然变小的，而流出截面是突然扩张的，流体的流动速度(情况)在孔板前后发生了很大的变化，从而且在[1]孔板前后形成了差压，通过测量差压可以反映流体流量大小。但是流量的计算是一个复杂的过程。炼铁厂以往仅仅是通过开方器对孔板前后差压进行开方，然后乘以设计最大流量从而获得实际流量值，如公式（1）所示。（1）3其中Q——体积流量，Nm/h；3Qmax——设计最大流量，Nm/h；∆P——实际差压，P

4、a；∆P设——设计最大差压，Pa。其实这种方法并不能真实反映准确流量，特别是在压力、温度波动(变化)较大的时候，测量出来的流量和真实流量相差较大。所以，流量的计算还需要增加温度、压力补偿。在孔板通用公式中，增加压力、温度补偿的流量计算公式关键是对介质在工况下的密度进行处理，此外还需要孔板设计说明书上的流量系数、孔板开孔直径、膨胀系数、工况密度3372010年全国流量测量学术交流会论文集等参数，公式比较复杂；笔者经过大量的数据统计获得的简易公式则简单得多，只要有孔板的设计最大流量、设计差压和设计压力，即可准确获得实际流量值。1　孔板流量计计算公式1.1　通用计算公式（2）3其中

5、Q——体积流量，Nm/h；K中国流量仪表网——系数；d——工况下节流件开孔直径，mm；ε——膨胀系数；α——流量系数；∆P——实际差压，Pa；3ρ——介质工况密度，kg/m。公式（2）中的介质工况密度ρ和温度、压力有关，根据克拉珀龙方程，有（3）P——压力，单位Pa；3V——体积，单位m；T——绝对温度，K；n——物质的量；R——气体常数。相同(一定)质量的气体在温度和压力发生变化时，有：（4）P1——某种状态下气体压强，Pa；3V1——某种状态下气体体积，m；T1——某种状态下气体绝对温度，K；又：(5)(5)代入（4）式，由于m1=m,化简得(6)所以有：（7）（7）式代

6、入（2）式，有：3382010年全国流量测量学术交流会论文集（8）P1、T1、ρ1一般选择某一已知值，如标况下氮气压力P1=101.15KPa，温度T1=273K，密3度ρ1=1.25kg/m；或者根据流量计算书，令P1=工况压力，T1=工况温度，ρ1=工况密度。同时，K、d、ε、α也可在流量计算书上找到相应值，然后将这几个已知值代入（8）式，公式即可化简为：（9）其中中国流量仪表网K'为常数。这样，从式（9）可以看出，流量的变化随压力、温度和孔板前后差压变化而变化。该公式涉及到很多参数，计算过程复杂，不利于检查。1.2　简易计算公式（10）3其中Qmax——设计最大流量，N

7、m/h；∆P——实际差压，Pa；∆P0——设计差压，Pa；P0——设计工作压力，Pa；P标——标准大气压力，一般取0.101MPa；P——实际工作压力，MPa；t——实际工作温度，℃；P0——设计工作温度，℃。该公式是通过将差压、压力、温度的实际值和设计值的比值来计算流量，公式简单明了，有利于记忆和检查。而且，在实际使用过程中，计量准确，和通用公式计算出来的结果相比较，误差很小。2　计算实例以2#高炉氮气总管、2#高炉氧气、2#高炉空气总管和2#高炉齿轮箱氮封氮气孔板为例，用通用计算公式和简易计算公式分