一、概述
孔板流量計是差壓式流量計的一種,廣泛使用于蒸汽和水的管路中,用以測量蒸汽和水的瞬時流量和累積流量。
差壓式流量計是利用流體流過管道中的孔板等節流裝置時產生的壓力差作為量度流量的依據。一般由節流裝置和測量壓力差的差壓計所組成。
孔板流量計在設計計算、制造、安裝及使用等各個環節都按規定的條件時,流量測量的誤差約為±1~2%。但是在實際現場使用中,由于蒸汽和水的工作狀態的變化,制造、安裝不合規定要求等原因,實際誤差在2%以上,已超過鍋爐熱工試驗的允許誤差。
在一般熱工試驗中,蒸汽流量和給水流量的測定都是利用原裝在汽水管道上的孔板節流裝置。對于鍋護反平衡來說,孔板流zui計的二次儀表用經過校驗過的原控制盤儀表。對于鍋爐正平衡,要求蒸汽流量和水流量要準確,則需要另外的差壓計讀取壓差。對于試驗人員來說,要掌握差壓計的知識,有關涉及孔板流量計的設計、制造、安裝的原理和條件、校驗等項工作,在“流量測量節流裝置設計手冊”中有詳盡的介紹。
二、節流件
被測量的管道內裝入節流件—孔板(如圖6-6所示),孔板的截面積比管道的截面積要小。當流動的流體流過節流件時流束收縮,于是在節流件前后產生壓差△p,流過的水zui愈大,在節流件前后所產生的壓差△p也愈大。因此可通過測量壓差來計算流體流量的大小。
式中Q—工作狀態下的體積流量(m3/h);
q—工作狀態下的質量流量(kg/h);
d—工作狀態下節沈件開孔直徑(mm);
ρ1—工作狀態下流體密度(kg/m3);
△p—節流件前后的壓差(Pa);
α—流量系數,由實驗確定;
ε—可膨脹性(流束膨脹)系數。
節流件的形式很多,已經標準化了的節流件有標準孔板、標準噴嘴和文丘利管,我國參照標準也只把這三種節流件標準億標準節流件可以根據計算結果制造和使用,不*試驗方法進行單獨標定。它們主要用于測量清潔流體的流量。此外,工業上還應用其他型式的節流件來解決一部分臟污、高黏度等流體的流量測量問題。由于對它們的研究還不夠深透,缺乏足夠的試驗數據,所以尚未標準化,故稱為“特殊節流常,如1/4圓噴嘴、錐形入口孔板、偏心孔板、圓缺孔板、道爾管等等。特殊節流件也可利用已有的試驗數據進行估算,但要進行測量還應該用試驗方法單獨標定,否則會有一定誤差。
標準節流體的使用條件:
1.流體和流勸條件
標準節流件裝量只適用于圓管中單相、均質的流體或具有高度分散的膠體濃液。被測流體必須充滿管道,在流經節流裝置時流體不發生相變,沈速小于聲速,同時流速應該恒定或者只隨時間作輕微而緩慢的變化。流體在流經節流件前,其流速必須與管道軸線平行,不得有旋渦。
2.管道條件
節流裝置前后的普段,應經目測是直的。在節流件前后長度為2D的管道內璧上,不應有任何突出鄒分。節流件用的測量圓管約直徑,在節流件上下游側2D長度范圍內必須實測,其偏差應符合規定。節流件上、下游側zui小直管段長度應符合C B2624-81規定。如空間不夠,可在管內加裝調整流速分布的整流器,來編短直管段。
3.安裝縣求
安裝時,必須保證節流件開孔和管道同心,節流件端面與管道軸線垂直。節流件前端面正對著流體的流動方向。
導壓管應按zui短距離敷設。為了不致在此管路中積聚氣體或水分,導壓管應垂直安裝,當水乎安裝時,其傾斜率不應小于1:10,
在測量粘性介質和腐蝕性流體時,必須裝隔離器。
需要指出的是節流裝量在制造、安裝和使用中,即使*符合標準,也不可避免地存在著誤差。但只要符合標準,就可以認為其測量精度能滿足科研和生產的需要。