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節(jié)流裝置測量原理
分類:技術(shù)文章 發(fā)布時間:2011-09-21 12:55:13
流體流經(jīng)節(jié)流件時,流束收縮引起壓頭轉(zhuǎn)換而在節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓力差,該壓差與流過的流量之間存在一定的關(guān)系,通過測量壓差而求出流量的一種流量計通稱節(jié)流裝置,也稱為差壓裝置。節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定,使用維護方便,且有一部分已標(biāo)準(zhǔn)化,是目前應(yīng)

流體流經(jīng)節(jié)流件時,流束收縮引起壓頭轉(zhuǎn)換而在節(jié)流件前后產(chǎn)生靜壓力差,該壓差與流過的流量之間存在一定的關(guān)系,通過測量壓差而求出流量的一種流量計通稱節(jié)流裝置,也稱為差壓裝置。節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定,使用維護方便,且有一部分已標(biāo)準(zhǔn)化,是目前應(yīng)用最多的一種流量計。常用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有孔板、噴嘴及文丘里管,如下圖所示。


要準(zhǔn)確測量出截面Ⅰ、Ⅱ處的壓力有困難,因為產(chǎn)生最低靜壓力p2′的截面Ⅱ的位置隨著流速的不同會改變。因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓點,來測量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。因而所測得的壓差與流量之間的關(guān)系,與測壓點及測壓方式的選擇是緊密相關(guān)的。


    v沿管道軸向連續(xù)地向前流動的流體,由于遇到節(jié)流元件的阻擋,超聲波流量計使靠近管壁處的流體受到的阻擋作用最強,因而使其一部分動壓能轉(zhuǎn)化成靜壓能,于是就出現(xiàn)了節(jié)流元件入口端面靠近管壁處的流體靜壓力P1,的升高 (即圖中P1>P2)。此壓力比管道中心處壓力要大,即在節(jié)流元件入口端面處產(chǎn)生一徑向壓差。這一徑向壓差使流體產(chǎn)生徑向附加速度,從而使靠近管壁處的流體質(zhì)點的流向就與管道中心軸線相傾斜,形成了流束的收縮運動。同時,由于流體運動的慣性,使得流束收束最厲害 (即流束最小截面)的位置不在節(jié)流孔處,而是位于節(jié)流孔之后 (即圖中截面Ⅱ處),壓力變送器并隨流量大小而變化。以上就是流體流經(jīng)節(jié)元件時,流束為什么產(chǎn)生收縮的原因     
    由于節(jié)流元件的阻擋造成了流束的局部收縮,同時,又因流體始終處于連續(xù)穩(wěn)定的流動狀態(tài),因此在流束截面最小處的流速達到最大。根據(jù)伯努利方程式和位能、動能的相互轉(zhuǎn)化原理,在流束截面最小處的流體靜壓力最低,同理,在孔板出口端面處,由于流速已比原來增大,因此靜壓力也就較原來為低 (即圖中P2<P1)。故節(jié)流元件入口側(cè)的靜壓P1比其出口側(cè)的靜壓P2大,即在節(jié)流元件前后產(chǎn)生壓差ΔP。節(jié)流元件前流體壓力較高,常稱為正壓,并用“+”標(biāo)記;節(jié)流元件后流體靜壓力較低,常稱為負(fù)壓,并用“—”標(biāo)記。并且流量愈大,流束局部收縮和位能、動能的轉(zhuǎn)化也愈顯著,即ΔP也愈大。所以只要測出元件前后的壓力差ΔP就可求得流經(jīng)節(jié)流元件的流體流量。這就是節(jié)流裝置測量流量基本原理。

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