差壓式流量計(jì)12/12/20241差壓式流量計(jì)是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)測(cè)量氣體、液體和蒸汽流量的最常用的一種流量?jī)x表。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在整個(gè)工業(yè)流量測(cè)量領(lǐng)域中，差壓式流量計(jì)占流量?jī)x表總數(shù)的一半以上。其中用得最多的是由節(jié)流裝置和差壓計(jì)組成的節(jié)流式流量計(jì)。差壓式流量計(jì)12/12/20242結(jié)構(gòu)分類1、有可動(dòng)部件容積式流量計(jì)和部分速度式流量計(jì)2、沒(méi)有可動(dòng)部件差壓式流量計(jì)和部分速度式流量計(jì)3、沒(méi)有阻礙流體流動(dòng)的部件部分速度式流量計(jì)12/12/20243差壓式流量計(jì)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，工作可靠，成本低，又具有一定的準(zhǔn)確度?；灸軡M足工程測(cè)量的需要。研究設(shè)計(jì)和使用歷史悠久，有豐富的、可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)加工已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。12/12/20244差壓式流量計(jì)家族標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)均速管流量計(jì)浮子流量計(jì)楔形流量計(jì)彎管流量計(jì)層流流量計(jì)V錐體流量計(jì)12/12/20245測(cè)量原理12/12/202461、體積流量公式：2、質(zhì)量流量公式：

為流量系數(shù)，稱為可壓縮流體的膨脹性系數(shù)

流量公式12/12/20247用流出系數(shù)表示時(shí)在SI主單位中，K=

=1.11072。按照工程上的習(xí)慣，孔徑d的單位用mm，流量的單位用m3/h或kg/h，則K=×3600×10

6=0.0039986，一般取K=0.004。老資料上，差壓用kgf/m2，K=0.004=0.0125212/12/20248流量公式12/12/20249系數(shù)確定12/12/202410孔板系數(shù)12/12/202411噴嘴和長(zhǎng)徑噴嘴系數(shù)12/12/20241212/12/202413不確定度估計(jì)

D/D最大可取

0.4%，

d/d最大可取

0.07%。直管段長(zhǎng)度不符合要求而引入的

0.5%附加不確定度，應(yīng)加在流出系數(shù)C上12/12/20241412/12/202415差壓式流量計(jì)家族標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)均速管流量計(jì)浮子流量計(jì)楔形流量計(jì)彎管流量計(jì)層流流量計(jì)V錐體流量計(jì)12/12/202416標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì):標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（一次元件，傳感器）差壓計(jì)（或差壓傳感器+顯示儀表）差壓信號(hào)管路（連接件）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置:標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件標(biāo)準(zhǔn)的取壓裝置符合要求的節(jié)流件前后直管段12/12/202417標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置12/12/202418標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件標(biāo)準(zhǔn)孔板標(biāo)準(zhǔn)噴嘴長(zhǎng)徑噴嘴文丘里管文丘里噴嘴12/12/202419

12/12/20242012/12/20242112/12/20242212/12/20242312/12/202424取壓方式角接取壓法蘭取壓D-D/2取壓12/12/202425已標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置1、角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板；2、法蘭取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板；3、D

D/2取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板；4、角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴；5、D

D/2取壓長(zhǎng)徑噴嘴；6、經(jīng)典文丘里管；7、文丘里噴嘴。12/12/202426前后直管段的要求12/12/202427前后直管段的要求12/12/202428節(jié)流件上

游側(cè)阻流件形式和最小直管段長(zhǎng)度

直徑比

單個(gè)90

彎頭或只有一個(gè)支管的三通同平面上兩個(gè)或兩個(gè)以上90

彎頭不同平面兩個(gè)或兩個(gè)以上90

彎頭漸縮管(1.5～3D長(zhǎng)度內(nèi)由2D變D)漸擴(kuò)管(1～2D長(zhǎng)度內(nèi)由0.5D變?yōu)镈)全開(kāi)球閥全孔球閥或閘閥全開(kāi)節(jié)流件下游最小直管段長(zhǎng)度

表中所有阻流件0.2010(6)14(7)34(17)516(8)18(9)12(6)4(2)0.2510(6)14(7)34(17)516(8)18(9)12(6)4(2)0.3010(6)16(8)34(17)516(8)18(9)12(6)5(2.5)0.3512(6)16(8)36(18)516(8)18(9)12(6)5(2.5)0.4014(7)18(9)36(18)516(8)20(10)12(6)6(3)0.4514(7)18(9)38(19)517(9)20(10)12(6)6(3)0.5014(7)20(10)40(20)6(5)18(9)22(11)12(6)6(3)0.5516(8)22(11)44(22)8(5)20(10)24(12)14(7)6(3)0.6018(9)26(13)48(24)9(5)22(11)26(13)14(7)7(3.5)0.6522(11)32(16)54(27)11(6)25(13)28(14)16(8)7(3.5)0.7028(14)36(18)62(31)14(7)30(15)32(16)20(10)7(3.5)0.7536(18)42(21)70(35)22(11)38(19)

36(18)24(12)8(4)0.8046(23)50(25)80(40)30(15)54(27)44(22)30(15)8(4)12/12/202429標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置適用范圍節(jié)

流裝

置孔徑d(mm)管徑D(mm)直徑比

管道雷諾數(shù)Re標(biāo)準(zhǔn)孔板角接取壓

0.56,Re

5000

>0.56,Re

16000

2D-D/2取壓d

12.550

D

1000

0.1

0.75法蘭取壓Re

5000＆Re

170

2D

標(biāo)準(zhǔn)噴嘴

角接取壓

50

D

500

0.3

0.800.3

<0.44,7×104

Re

1070.44

0.802×104

Re

107

長(zhǎng)徑噴嘴D-D/2取壓50

D

6300.2

0.80104

Re

107粗鑄收縮段100

D

8000.3

0.752×105

Re

2×106文丘里管加工收縮段50

D

2500.4

0.752×105

Re

1×106粗焊收縮段200

D

12000.4

0.702×105

Re

2×106文丘里噴嘴d

5065

D

5000.316

0.7751.5×105

Re

2×10612/12/202430

12/12/202431

冷凝器和隔離器12/12/202432成套節(jié)流裝置12/12/202433電容式差壓計(jì)12/12/202434文丘里差壓式流量計(jì)12/12/202435一體化差壓式流量計(jì)12/12/202436標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的計(jì)算1、已知管道內(nèi)徑D與節(jié)流件孔徑d、取壓方式、被測(cè)流體參數(shù)如溫度t、壓力P、密度

、粘度

、等熵指數(shù)k、管道內(nèi)壁的粗糙度K/D、材料線膨脹系數(shù)

D和

d等必要條件，要求根據(jù)所測(cè)得的差壓

P計(jì)算被測(cè)介質(zhì)的流量。2、已知管道內(nèi)徑D及管道布置情況、流量范圍、被測(cè)流體參數(shù)如溫度t、壓力P、密度

、粘度

、等熵指數(shù)k、管道內(nèi)壁的粗糙度K/D、材料線膨脹系數(shù)

D和

d等必要條件，要求設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，即進(jìn)行如下工作：選擇節(jié)流件形式和確定節(jié)流件開(kāi)孔直徑d；選擇計(jì)算差壓變送器量程；推薦節(jié)流件在管道上的安裝位置以及計(jì)算流量測(cè)量總不確定度。12/12/202437計(jì)算依據(jù)12/12/202438迭代公式兩類命題都不能根據(jù)上兩式進(jìn)行直接計(jì)算，而要采用迭代計(jì)算方法。重新組合流量方程，將已知值組合在方程的一邊，而將未知值組合在方程的另一邊。確定迭代變量，計(jì)算差值迭代公式12/12/202439第一類命題計(jì)算步驟已知管徑D、孔徑d、差壓

P、密度

和粘度

等參數(shù)，直徑比

和膨脹性系數(shù)

可以通過(guò)已知參數(shù)求得。未知的是C和qm

C是雷諾數(shù)Re的函數(shù)，Re又是流量qm的函數(shù)。12/12/202440具體步驟1.根據(jù)節(jié)流件的形式，假設(shè)一流出系數(shù)C0

對(duì)于孔板，可設(shè)C0=0.5961+0.0261

2

0.216

8

對(duì)于噴嘴，可設(shè)C0=0.9900+0.2262

4.1

2.計(jì)算變量X1=C0

A1

3.根據(jù)X1（qm1）計(jì)算雷諾數(shù)ReD，計(jì)算流出系數(shù)C1。差值

1=A1

X1/C1

4.同理計(jì)算出X2和

2，由迭代公式計(jì)算X3..5.如果絕對(duì)值小于等于某一預(yù)定精度e時(shí)，迭代計(jì)算結(jié)束，Xn就是要求的流量值qm

12/12/202441例題1已知：角接取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板，測(cè)水，t=30℃，p=0.6MPa，D20=100mm，d20=50.47mm，信號(hào)差壓ΔP=50kPa。計(jì)算D=100.001mm，d=50.4784mm，β=0.50478，查ρ=995.65，η=0.7975等參數(shù)計(jì)算＝74368設(shè)C0=0.5961+0.0261

2

0.216

8=0.601812/12/202442X1（qm1）=C0A1=44.755t/h雷諾數(shù)＝1.987×105

C1=0.6057X2（qm2）=C1A1=45.045t/hReD=1.999×105，C2=0.605712/12/202443已知的是管徑D、流量qm（也即雷諾數(shù)ReD）、密度

和粘度η等參數(shù)，直徑比

、膨脹性系數(shù)

、流出系數(shù)C是未知量差壓

P通過(guò)差壓上限的選擇計(jì)算，也是已知的已知量未知量

X==A2/（C

）第二類命題計(jì)算步驟12/12/202444具體步驟假設(shè)一流出系數(shù)C0和

0。對(duì)于液體，令

=1計(jì)算變量X1=A2/（C0

0）根據(jù)X1計(jì)算雷諾數(shù)

根據(jù)有關(guān)公式計(jì)算流出系數(shù)C1和可膨脹性系數(shù)

1

計(jì)算差值

1=A2

X1C1

1將流出系數(shù)C1和膨脹性系數(shù)

1代入變量計(jì)算公式，得X2=A2/（C1

1），X3，X4…計(jì)算

，計(jì)算開(kāi)孔直徑d＝D

用流量公式驗(yàn)算流量，計(jì)算流量測(cè)量不確定度。12/12/202445例題2設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（1）被測(cè)介質(zhì) 過(guò)熱蒸汽（2）流量范圍 qmmax= 250t/h

qm=200t/h

qm

min=100t/h（3）工作壓力 P=13.34MPa（絕對(duì)）（4）工作溫度 t=550

C（5）允許壓力損失

p=59kPa（6）管道內(nèi)徑 D20=221mm（實(shí)測(cè)）（7）管道材料 X20CrMoWV121無(wú)縫鋼管12/12/202446管路系統(tǒng)布置如圖12/12/202447輔助計(jì)算（1）查表得工作狀態(tài)下過(guò)熱蒸汽的粘度為

=31.83×10

6Pa·S，密度為

=38.3475kg/m3，管道的線膨脹系數(shù)為

D=12.3×10

6mm/mm·

C，取過(guò)熱蒸汽的絕熱指數(shù)為k=1.3。（2）求工作狀態(tài)下管道直徑D=D20[1+

D（t

20）]=221[1+12.3×10

6（550

20）]=222.44mm（3）計(jì)算雷諾數(shù)ReDReD=0.354qm/(D

)=0.354×200000/(222.44×31.83×10

6)=107

12/12/202448選取差壓上限考慮到用戶對(duì)壓力損失的要求，擬選用噴嘴

Pmax=3

p=3×59=177kPa，

取

Pmax=160kPa；正常流量下的差壓

P

P=(200/250)2×160=102.4kPa

求不變量A2

12/12/202449迭代計(jì)算設(shè)C0=1，

0=1Xn=A2/(Cn

1

n

1)

n=A2

XnCn

n從n=3起，Xn用快速弦截法公式

12/12/202450迭代計(jì)算結(jié)果n1234X0.50997480.54283180.54585830.5459473

0.67402390.69070590.69218870.6922322C0.94510380.94037470.93993680.9399239

0.99404010.99383880.99381960.9938191

3.08678×10

22.60349×10

3

7.43883×10

50E6.051584×10

25.205304×10

33.541580×10

5012/12/202451求d:d=D

=222.44×0.6922322=153.980(mm)驗(yàn)算流量求d20

=152.505(mm)

12/12/202452確定壓力損失根據(jù)

=0.7和管路系統(tǒng)，查表可得直管長(zhǎng) l0=10D=2.224m l1=36D=8.008m l2=7D=1.557m12/12/20245312/12/202454節(jié)流式流量計(jì)的安裝與使用節(jié)流件的安裝:垂直度，同軸度取壓口位置的安裝液體氣體蒸汽差壓信號(hào)管路的安裝12/12/202455測(cè)量液體流量時(shí)的信號(hào)管路12/12/202456測(cè)量氣體流量時(shí)的信號(hào)管路12/12/202457測(cè)量蒸汽流量時(shí)的信號(hào)管路12/12/202458非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)在工程實(shí)際應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足使用要求。在某些特殊場(chǎng)合只能應(yīng)用非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流式流量計(jì)。適用于低雷諾數(shù)的流量測(cè)量，適用于臟污介質(zhì)的流量測(cè)量，低壓損節(jié)流裝置。12/12/202459適用于低雷諾數(shù)的流量測(cè)量（1）1/4圓孔板（500

ReD

2.5×105）（2）錐形入口孔板（400

ReD

2×105

）12/12/202460適用于臟污介質(zhì)的流量測(cè)量（1）偏心孔板12/12/202461適用于臟污介質(zhì)的流量測(cè)量（2）圓缺孔板12/12/202462低壓損節(jié)流裝置（1）道爾管（2）羅洛斯管（3）通用(Universal)文丘里管（4）道爾(Dall)孔板（5）Gentile流量管12/12/20246312/12/20246412/12/202465線性孔板12/12/202466可換孔板12/12/202467

12/12/202468皮托管和均速管流量計(jì)皮托管是能同時(shí)測(cè)量流體總壓和靜壓的一根雙層小管——皮托—靜壓管，簡(jiǎn)稱皮托管。皮托管輸出的總壓和靜壓之差（動(dòng)壓）。皮托管是測(cè)量流速的儀器。12/12/202469皮托管結(jié)構(gòu)12/12/20247012/12/202471均速管流量計(jì)俗稱阿紐巴，Annubar均速管流量計(jì)是在皮托管原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型差壓式流量計(jì)壓損小，能耗小，適用范圍廣，準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性較好。12/12/202472均速管流量計(jì)結(jié)構(gòu)12/12/202473均速管流量傳感器12/12/202474威力巴流量計(jì)12/12/20247512/12/202476威力巴仍要注意防堵１．當(dāng)引壓管泄漏，探頭高壓平衡區(qū)遭到破壞，雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進(jìn)入取壓孔。２．當(dāng)管道處于停產(chǎn)時(shí)，由于分子的布朗運(yùn)動(dòng)，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔。３．系統(tǒng)頻繁開(kāi)停機(jī)，在高壓區(qū)形成的瞬間，顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞。４．介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質(zhì)，也有可能造成探頭的堵塞。12/12/202477楔形流量計(jì)當(dāng)被測(cè)流體流經(jīng)傳感器時(shí)，在楔形件的上下游將產(chǎn)生與流量成一定比例的靜壓力差，通過(guò)測(cè)量該壓力差可得流量值。適用于測(cè)量高粘度流體以及懸浮液流量測(cè)量，還可測(cè)量腐蝕性介質(zhì)，可在很低的管道雷諾數(shù)情況下正常工作。12/12/202478楔形流量計(jì)結(jié)構(gòu)12/12/202479彎管流量計(jì)是利用流體流過(guò)一90度彎頭時(shí)在彎管內(nèi)外測(cè)產(chǎn)生的壓力差來(lái)測(cè)量流量的差壓式流量計(jì)無(wú)附加壓力損失，可用于測(cè)量腐蝕性液體及臟污介質(zhì)，并且很可靠地用于測(cè)量高溫、高壓介質(zhì)的流量。經(jīng)過(guò)實(shí)流標(biāo)定的彎管傳感器其測(cè)量準(zhǔn)確度較高。12/12/202480彎管流量計(jì)結(jié)構(gòu)12/12/202481彎管流量計(jì)流量公式12/12/2024821、安裝簡(jiǎn)單，維修方便，成本低廉幾乎所有的管線上都少不了要用彎頭，可用管道上現(xiàn)有彎頭的位置安裝測(cè)量彎管；2、無(wú)壓力損失，運(yùn)行能耗低彎管流量計(jì)測(cè)量管中無(wú)流動(dòng)阻力部件，常利用管系現(xiàn)成彎管，因此無(wú)外加檢測(cè)件所引起的壓力損失，是一種節(jié)能型流量?jī)x表。3、適用范圍大對(duì)于流體介質(zhì)，彎管流量計(jì)除可以用于液體、氣體和高溫、高壓蒸汽流量測(cè)量外，還可用于測(cè)量腐蝕性液體，漿液等臟污介質(zhì)的流量。4、可以消除管道應(yīng)力彎管流量計(jì)特點(diǎn)12/12/202483V錐體流量計(jì)是利用一V錐體在流場(chǎng)中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)來(lái)測(cè)量流量計(jì)精度較高，范圍度較寬，壓損小。沒(méi)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其流量系數(shù)只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定得到。12/12/202484V錐體流量計(jì)結(jié)構(gòu)12/12/202485V錐體流量計(jì)結(jié)構(gòu)12/12/20248612/12/202487浮子流量計(jì)在測(cè)量過(guò)程中，始終保持浮子前后的壓降不變；通過(guò)改變流通面積來(lái)改變流量的儀表；流量與浮子高度之間存在一一對(duì)應(yīng)的近似線性關(guān)系。12/12/20248812/12/202489玻璃浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，一般只適用于常溫、常壓下透明介質(zhì)的流量測(cè)量。它只有就地指示，不能遠(yuǎn)傳流量信號(hào)，多用于工業(yè)原料的配比計(jì)量。12/12/202490金屬管浮子流量計(jì)可就地指示，也可遠(yuǎn)傳流量信號(hào)；多用于高溫、高壓介質(zhì)，不透明介質(zhì)及腐蝕性介質(zhì)的流量測(cè)量。

12/12/202491浮子流量計(jì)12/12/20249212/12/202493刻度流量：對(duì)于液體，刻度流量是水在101325Pa和20℃狀態(tài)下的流量；對(duì)于氣體，刻度流量是空氣在101325Pa和20℃狀態(tài)下的流量。浮子流量計(jì)的刻度轉(zhuǎn)換12/12/202494液體流量換算：

、

0、

f分別表示被測(cè)介質(zhì)的密度、標(biāo)定介質(zhì)密度和浮子密度，為浮子流量計(jì)的讀數(shù)。浮子流量計(jì)的刻度轉(zhuǎn)換12/12/202495當(dāng)

>

0時(shí)，即實(shí)際使用的流體密度大于標(biāo)定介質(zhì)的密度時(shí)，<，也就是說(shuō)，實(shí)際流量小于流量計(jì)的讀數(shù)；反之，如果

<

0，則>，即實(shí)際流量大于流量計(jì)的讀數(shù)。12/12/202496氣體流量換算：

0為標(biāo)定介質(zhì)在刻度狀態(tài)下的密度，也就是空氣在刻度狀態(tài)下的密度。

為被測(cè)介質(zhì)在使用狀態(tài)（P，T）下的密度。浮子流量計(jì)的刻度轉(zhuǎn)換12/12/202497也可以將介質(zhì)密度和所處狀態(tài)分開(kāi)修正，即先在刻度狀態(tài)下對(duì)使用介質(zhì)的密度進(jìn)行修正，然后進(jìn)行狀態(tài)修正。計(jì)算公式為：要注意的是上式中的

01是使用氣體在刻度狀態(tài)而不是在使用狀態(tài)下的密度。12/12/202498刻度狀態(tài)下的流量值：分別表示氣體的密度修正系數(shù)、壓力修正系數(shù)和溫度修正系數(shù)，12/12/202499氣

體

名

稱分

子

式密度

(kg/m3)(20C,102.325kPa)K

氫

氣

H20.0843.788氦

氣He0.1662.694甲

烷CH4

0.6681.343氨

氣NH30.7191.295一

氧

化

碳CO1.1651.017氮

氣N21.1651.017乙

烯C2H4

1.1741.013空

氣

1.2051.000乙

烷C2H61.2630.977氧

氣O21.3310.951硫

化

氫H2S1.4340.917氯

化

氫HCl1.5270.888氬

氣Ar1.6620.851二

氧

化

碳CO21.8240.813丙

烷C3H81.8670.803氯

甲

烷CH3Cl2.1470.749丁

烷C4H102.4160.706二

氧

化

硫SO22.7260.665氯

氣Cl23.0000.63412/12/2024100P(MPa)KPP(MPa)KPP(MPa)KPP(MPa)KP0.100.99340.251.57080.702.62841.704.09610.111.04190.281.66230.802.80991.804.21480.121.08830.301.72070.902.98031.904.33030.131.13270.321.77711.003.14152.004.44280.141.17550.351.85861.103.29492.104.55250.151.21670.381.93661.203.44142.204.65960.161.25660.401.98691.303.58192.304.76440.181.33280.452.10741.403.71712.404.88680.201.40490.502.22141.503.84762.504.96720.221.47350.602.43341.603.97382.605.065612/12/2024101t(

C)KTt(

C)KTt(

C)KTt(

C)KT

251.0869300.9834800.91111600.8227

151.0656350.9754850.90471700.8133

101.0555400.9675900.89851800.8043

51.0456450.9599950.89231900.795601.0360500.95251000.88632000.787151.026655