1前言
在實際的生產過程中，為了有效地進行操作、控制和監督，常常需要檢測各種流體的流量。流量檢測儀表是發展生產，節約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具，同時也是工業自動化儀表和裝置中的重要儀表之一。
在流量檢測中有體積流量和質量流量兩種方式進行測量。質量流量常常需要被測物的密度來進行檢測，而被測物中含有一定的雜質導致測量的不精確。所以在這種情況下體積流量的優越性就體現出來了。
在體積流量中有一種測量裝置———差壓式流量計十分受歡迎。差壓式流量計具有結構簡單、價格便宜、使用方便的優點，成為目前工業生產中應用最多的一種流量計。
2流量計的分析及改進
2.1差壓式流量計
差壓式流量計是基于流體的節流原理。它是利用流體流經節流裝置時產生的壓力差來進行計算測出流量的。在流通管道上設置一個流動阻力件，當流體流經阻力件時將產生壓力差，而這個壓力差與流體流量之間有確定的一個數值關系，通過測量出這個壓力差就可以求得流體流量。
產生差壓的裝置有許多種，包括節流裝置、動壓管、均速管、彎管等。在節流裝置中常用的:孔板流量計、噴嘴、文丘利管等。這里主要分析板孔型節流裝置和運用。
2.2節流式流量計
孔板節流式流量計可用于測量液體、氣體或蒸汽的流量。此流量計是應用最長最成熟的差壓式流量計，至今在流量儀表中占有非常重要的地位。
節流式流量計中產生差壓的裝置稱節流裝置，其主體是一個局部收縮阻力件，稱為節流元件。通過節流元件改變流體流通截面，從而在節流元件前后形成壓力差。節流裝置分為標準節流裝置和非標準節流裝置，標準節流裝置的研究最為充分，實驗數據最完善，裝置型式已經標準化和通用化，只需要根據有關標準進行設計計算，嚴格按照加工要求和安裝要求，這樣的節流裝置不需要經過單獨標定就可以使用。而非標準節流裝置用以解決臟污和高黏度流體的流量測量問題，尚缺乏足夠的實驗數據，因此沒有標準化。
節流式流量計的特點是結構簡單，無可動部件;可靠性較高;復現性能好;適應性較廣，它適用于各種工況下的單相流體，適用的管道直徑范圍寬，可以配用通用差壓計;節流裝置已有標準化型式。其主要缺點是安裝要求嚴格;流量計前后要求較長的直管段;測量范圍窄，一般范圍度為3∶1;壓力損失較大;對于較小直徑管道測量比較困難，精準度不夠高。
2.3節流原理與流量方程
首先介紹流量計算方程中需要用到的參數及其意義:
ρ—流體密度;
D、A1—管道直徑和截面積;
d2、A2—流束最細處(即截面B處)流束直徑和截面積;
d、A0—孔板開孔直徑和開孔截面積;
P1、P2—孔板前后固定位置處靜壓力。
管道中流動的流體具有一定的能量，即靜壓能和動能，并且這兩種能量可以相互轉化。可以明顯看出孔板前后流體的速度和靜壓力的變化情況。流體在截面A以前，靜壓力為P11，流速為υ1，當流體靠近孔板時，管壁處的流體此時受到的阻擋最大，使得部分動能轉換為了靜壓能，導致靜壓力升高，產生靠近管壁流體與管道中心流體間的徑向壓差，從而使得靠近管壁流體的流向與管道軸線相傾斜，形成了流速收縮運動。由于慣性的作用，流束最細處在孔板后的截面B處，此時流速υ2最大，而靜壓力P22最小，之后流束漸漸擴大，到截面C處完全復原，流速υ3=υ1．
由于節流裝置的存在，流體形成的局部渦流和克服摩擦力，消耗部分能量，所以流體的靜壓力不能恢復到原來的數值P11，壓力損失值為δP=P11－P3.
流量方程的推導:
由于最小流束截面B的位置是不固定的，會隨流體性質和直徑比β=d/D變化而變化，因此不可能取得最小截面壓力，而只能取出固定取壓位置處的壓力差ΔP=P1－P2，又因為d2，A2無法測量，故用節流元件開孔直徑d和開孔面積A0代替。
節流元件的型式、取壓方式、節流裝置開孔直徑、管道直徑和流體的流動狀態都會影響α。
2.4改善措施與應用領域
由于差壓式流量計具有結構簡單、價格便宜、使用方便的優點，許多人都喜歡使用。但是在現場實際應用中，往往有較大的測量誤差，這是由于選型、設計計算、加工制造和維護不當造成的。針對這些狀況給出了一些改善措施，提高測量精確度。
2.4.1使用標準孔板
標準孔板的β=d/D在0．2～0．75左右。為了方便計算可取0．5。但是由于標準孔板測量精度低，壓力損失大，只用于清潔流體。
2.4.2節流裝置的設計和計算。
(1)已知管內直徑和現場布置情況，并且已知流體的性質和工作參數，給出流量測量范圍，要求設計標準節流裝置。這種情況下的設計只要將自己選擇的節流型式，測量范圍還有節流元件的開孔尺寸等交給廠家。廠家有完整的手冊和軟件，可以按照用戶的要求來設計。
(2)已知管道內徑和節流元件開孔尺寸、取壓方式、被測流體參數等必要條件。要求根據所測得的差壓值計算流量。這一般是實驗的工作需要，為了更加精確地求得流量，此時需要我們同時準確地測量流體的溫度、壓力參數。
3結論
在實際生活中差壓式流量計的優點顯著，現在市場上所使用的流量檢測裝置大部分都是差壓式流量計。孔板節流式流量計作為其中的代表應用廣泛。在長期的研究和使用中手冊數據資料齊全，對我們而言是十分有利的。我們只要按照標準來確定自己的參數大小。按照計算方便和加工容易的考慮。可以適當將一些數值定在一個方便計算的數值，比如0．5或者1。對于實際生產而言有專門的廠家可以幫助生產。但是也需要用戶自己提供節流元件的
開孔尺寸、工作參數等要求。按照這種方法，用戶可以自己簡單精確計算出自己生產中所需的測量裝置;而在實驗工作中，要求數據的更加精確和嚴謹，往往一個數據會保留到小數點后面幾位，這樣在計算時如果出現平方開根號現象會使得結果更加復雜，導致制作加工難度的上升。如果合理取值后計算結果十分方便，對于計算加工都是有幫助的。這樣對于裝置的開發可以更加合理，生產力有了更大的提高。
相信在未來孔板節流式流量計會有更大的發展和改善，會有一批優秀的節流式流量計的出現投入到更廣更深的市場運用中去。
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