差压式流量计知识汇总

学术   2024-11-10 18:30   广东  

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1、差压流量计测量原理
充满管道的流体,当它流经管道内的节流件(孔板、喷嘴等)时,流体将在节流件的节流处形成局部收缩,从而使流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便生产了压力降或叫压差,介质流动的流迷越大,在节流件前后产生的压差就越大,所以可通过测量差压来衡量流体流量的大小。

         

 

2、安装基本要求

(1)节流装置在安装前应检查节流装置的编号和尺寸是否是符合管道安装位置的要求。
(2)新装管路系统,必须在管道冲洗后再进行安装。
(3)安装节流装置时应注意方向,有"十"号的一方应装在上游方向。
(4)节流装置在管道中安装时应保证与管道轴线垂直度和同心度。垂直度误差不超过士10,同心度差不得超过0.0025D/0.1+2.3B4
(5)安装时使用的各种密封垫圈不得突入管道内壁。
(6)孔板安装处必须率密,不允许有泄露存在,安装完后应进行试压。
(7)导压管应垂直或倾斜安装,其倾斜度不得小于1:12。粘度较高的流体,其倾斜度还应增大,压讯号传送距离大于3米时,导压管应分段倾斜,并在各最高点和最低点分别装设集气器和沉降器    
(8)为了避免差压讯号传送失真,正负导压管应尽量靠近敷设,严寒地区还应采取防冻措施.
(9)在安装时还应注意取压口的位置。安装在垂直管道上时,取压口的位置可在取压装置的平面上意选择:安装在水平管道上时,取压口的位置如图所示。

(10)节流装置的上、下游测的最小管段长度:(L1、L2是D的倍数)。

  

3、差压管路的安装








(1)被测流体为清洁的液体时,其管路的安装方式示意图(如下)

 (2)被测流体为腐蚀性液体时,其管路安装方式示意图

(3)被测流体为清洁气体时,其管路安装方式示意图
  (4)被测流体为腐蚀性的干气体时,其管路安装方式示意图    

(5)被测流体为水蒸汽时,其管路安装方式示意图

    

(6)被测流体为清洁气体时,其管路安装方式示意图

    

4、流量计算公式

M=* *d2*

         

 

V=* *d2*

    

M:质量流量,kg/s;V:体积流量,m3/s;    
d:节流件开孔直径m
D:管道内径m
C:流出系数;
β径比(d孔板的孔径/D管道的内径);
△P: Pa差压;
ρ :kg/m3工况密度

         

 

一般气体温压补偿公式:

Q补偿=Q测量*

Q补偿:做温压补偿后的流量,流流量单位同计算
 O测量:根据计算中的流量计算公式测出的流量,流量单位同计算书
 P测量:为现场实际测量出的压力值,单位 MPa
 P大气压:为使用地区的大气压压,单位 MPa
 P设计:为计算书中的设计压力值,单位 MPa
T测量:为现场实际测量出的温温度值,单位℃
 T设计:为计算书中的设计温度度值,单位℃

         

 

蒸汽补偿公式:

过热蒸汽需采用温度、压力补偿。饱和蒸汽只用温度补偿公式或压力力补偿公式,一般采用压力补偿。

Q补偿=Q测量*    

M补偿:做温压补偿后的流量,流流量单位 Kg / h

 M测量:根据计算书中的流量计算公式测出的流最,流量单位 Kg / h

 P实际:现场工况下蒸汽的密度度值,一般根据工作压力和工作温度在资料上查出,要求不高时也可参考经验公式估算:

ρ实际=

P1:工作压力(绝压)MPa
t:工作温度℃
备注:公式适用范围t:(130-600)℃,绝压P1:(0.3-5)MPa
ρ设计:计算书中的蒸汽密度Kg / m3
5、平衡式流量计(多孔流量计)
(1)多孔流量计具有对称多孔结构特点,能对流场进行平衡,降低了涡流、振动和信号噪声,大幅提高流场稳定性。
(2)直管段要求低。因流场平衡,调整稳定,压力恢复快,大大缩短了对直管段的要求。大多数情况下直管段可以小于至0.5D,一般为前3D后2D。

(3)永久压力损失低。采用多孔对称的平衡设计,减少了涡流的形成和紊流摩擦,降低了动能损失。

(4)耐脏污不易堵。多孔对称的平衡设计,减少了素流剪切力和涡流的形成,降低了滞流死区的
(5)适用于大多数气体、液体和蒸汽介质,以及高温高压应用场合。
(6)注意参数:
管道规格:DN15-DN3000圆管和矩形管
公称压力:PN0.25-42MPa    
工作温度:-200-600℃
量程比:1:10-15
精度等级:0.5、1、2
连接方式:夹持式、法兰焊接式、管道式连接

         

 

计算公式(简化公式):

M=*

V=*         

 

M:质量流量,kg/h;V:体积流量,m3/h;
K:流量标定系数
△P: kPa差压;
ρ :kg/m3工况密度   

 

6、V锥式流量计

  锥流量计是一种差压式流量计,其工作原理同于标准节流装置,即基于流体连续性方程和伯努利方程。当流体流经与管道同轴安装的 V 形锥体时,流束局部收缩使流体流速加快,在 V 形锥体的最大直径处达到最大,从而静压下降,在 V 形锥体的下游端形成一个低压端。这样在 V 形锥体的前后产生压差 △P 。此差压的正压是在上游流体收缩前所测得的静压力 Pu :负压则是 V 锥体下游端面中心处所测得的静压力 PL 。因此根据差压的平方根与流体的流量成正比的关系,通过测量锥体前后产生的差压 △P ,可实现对流体流量的测量。        

(1)主要参数
口径:DN25-DN2000;
压力等级:0.6、1.0.1.6、2.5、4.0、6.4、10
介质温度:-200-500℃
最大允许误差:±1%
(2)直管段要求
前直管段长度要求5-10D,后管段长度2-3D。
(3)导压管的安装    

 

计算公式(简化公式):

M=*

    V=*

M:质量流量,kg/h;V:体积流量,m3/h;
K:流量标定系数
△P: kPa差压;
ρ :kg/m3工况密度

差压变送器的安装

(1)液体:
差压变送器的最好安装在 V 锥流量传感器下方,这样可以避免气体入导压管和变送器    
(2)蒸汽:
为了避免变送器不受蒸汽敢问的影响,在变送器和传感器之间安装两个位于同一高度的冷凝器,并在冷凝器、导压管和高、底压室充满冷凝水,避免高温对变送器的影响,差压变送器最好安装在传感器下方,这样可避免气体进入导压管和变送器中,冷凝器应安装在靠近 V 锥传感器处。
(3)气体:
差压变送器最好安装在 V 锥传感器上方,这样可使导压管内产生的冷凝液流回管道。

7、喷嘴(ISA1932喷嘴(简称喷嘴)及长径喷嘴)

工作原理:喷嘴的测量原理是依据流体力学的节流原理,充满管道的流体,当它们流经管道内的喷嘴时,流速将在喷嘴形成局部收缩,从而使流速加快,静压力降低,于是在喷嘴前后便产生了压力降或叫压差,介质流动的流量愈大,在喷嘴前后产生的压差也就愈大,所以可通过测量压差来测量流体流量的大小。
工作特点:①结构简单,安装方便;② 喷嘴比孔板的压力损失小,要求直管段长度也短;③无需实流校验,性能稳定;④可耐高温高压、耐冲击;⑤耐腐蚀性能比孔板好,寿命长;⑥精度高、重复性好、流出系数稳定;⑦圆弧形结构设计可测量各种液体、气体、蒸汽以及各种脏污介质;⑧ 整体锻造加工技术,造价较高。
标准喷嘴有两种:ISA1932喷嘴和长径喷嘴,其结构如下图所示。1SA1932喷嘴由两段圆弧形收缩段和圆筒形段组成,它仅有角接取压一种取压方式。长径喷嘴有两种形式:低比值喷嘴(0.20     <B<0.50)和高比值喷嘴(0.25<B<0.80),当0.25<B<0.5时,可采用任意一种结构的喷嘴。长径喷嘴由椭圆廓形收缩段与圆筒形段组成,其取压方式为径距取压。< span></B<0.50)和高比值喷嘴(0.25<B<0.80),当0.25<B<0.5时,可采用任意一种结构的喷嘴。长径喷嘴由椭圆廓形收缩段与圆筒形段组成,其取压方式为径距取压。

 

   

安装要求:要对安装场所进行合理选择,尽量满足前后直管段分别不小于5D和2D的要求。这样可以确保流体在管道中流动时保持稳定,避免流场畸变对测量结果产生影响。

流量计算公式:
长径喷嘴:M=K
K=0.003998595*d2*ε*α
d:mm节流件开孔;ε膨胀系数;α流量系数;△P:Pa差压;ρ:kg/m3工况密度     

 

内锥式喷嘴:M=K
K=0.12644667*d2*ε*α
d:mm节流件开孔;ε膨胀系数;α流量系数;△P:kPa差压;ρ:kg/m3工况密度
注:两公式是一样的,只是差压单位不同而已。
8、防堵阵列式风量测量装置
(1)选择前方直管段长度不小于20倍管道的当量直径,后方不小于5倍的位置安装测风装置。当直管段长度不够时,可按4:1的比例适当调整。
(2)测风装置的差压输出接口应密封严密,无泄漏,正、负压侧分别与差压变送器的正、负压侧连接。当一个风道的测风装置包括多支探头时,应先将多支探头的正压侧与正压侧、负压侧与负压侧连接,再分别与差压变送器的正、负压侧连接。

(3)在测风装置的前方(来流方向)不小于200 mm处或后方不小于500 mm处制作直径不小于50mm的标定孔,具体数量由风道的形状和尺寸确定。标定孔处风道内的流量应与测风装置处风道内的流量相同,另外确定标定孔的位置时还要考虑到现场标定人员应能方便到达。

         风量补偿公式

其中:
1)Qm表示风量,单位:t/h
2)A表示风道内横截面积,单位:m2
3)k表示测量装置流量系数,可先预置,最终由现场标定后确定
4)P0表示当地大气压力(P0=101650),单位:Pa
5)P表示风道内静压(表压),单位:Pa
6)t表示介质温度,单位:℃
7)Pd表示测量装置产生的差压,单位:Pa

      

    

其中:
1)Qv表示风量,单位:m3/h
2)A表示风道内横截面积,单位:m2
3)k表示测量装置流量系数,可先预置,最终由现场标定后确定
4)P0表示当地大气压力(P0=101650),单位:Pa
5)P表示风道内静压(表压),单位:Pa
6)t表示介质温度,单位:℃
7)Pd表示测量装置产生的差压,单位:Pa

         

 

标立方

其中:
1)Qv表示风量,单位:Nm3/h
2)A表示风道内横截面积,单位:m2
3)k表示测量装置流量系数,可先预置,最终由现场标定后确定
4)P0表示当地大气压力(P0=101650),单位:Pa
5)P表示风道内静压(表压),单位:Pa
6)t表示介质温度,单位:℃
7)Pd表示测量装置产生的差压,单位:Pa

9、一次风量测量装置

(1)测量原理

基于毕托管差压测量原理,系统安装在管道上,其探头插入管内,当管内有气流流动时,迎风面受气流冲击,在此处气流的动能转换成压力,在迎风面管内压力较高,其压力称为“全压”;背风侧由于不受气流冲压,其管内的压力为风管内的静压力,其压力称为“静压”,全压和静压之差称为差压,其大小与管内风速有关,风速越大,差压越大;风速越小,差压也小。通过准确地测量出差压的大小,找出差压与风速的对应关系,就能正确地测出管内风速。

 (2)流速补偿算式    

说明:

1) V表示风速,单位:m/s
2) k表示测速装置流量系数,可预置0.83,最终由现场标定后确定
3)t表示介质温度,单位:℃
4) Pd表示测量装置产生的差压,单位:Pa
5)P0表示当地大气压力,单位:Pa
6)P表示风道内静压(表压),单位:Pa
(3)安装要求
1)为了保证测速装置的防堵功能发挥作用,应选择在水平管道上竖直安装。
2)测速装置应垂直于气流方向,其感压孔面向气流流进的方向。
3)选择前方直管段长度不小于20倍管道的当量直径,后方不小于5倍的位置安装测速装置。当直管段长度不够时,可按4:1的比例适当调整。
4)测速装置的差压输出接口应密封严密,无泄漏,正、负压侧分别与差压变送器的正、负压侧连接。
5)在测速装置的前方(来流方向)不小于200 mm处或后方不小于500 mm处制作直径不小于50mm的校验测量孔。为了便于插入毕托管,校验测量孔的深度应不大于50mm,同时还要考虑到现场校验人员应能方便到达。



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