冶金普《冶金传输原理》期中大作业

1、重庆科技学院2011冶金普冶金传输原理期中大作业题 目 节流式流量计 学 院 冶金与材料工程学院 专业班级 同学姓名 学号 指导老师 职称 评阅老师 职称 2013年 10 月 28 日节流式流量计节流式流量计是工业上最为广泛使用的一类流量测量仪表。流体流经节流件时，流束收缩引起压头转换而在节流件前后产生静压力差，该压差与流过的流量之间存在肯定的关系，通过测量压差而求出流量的一种流量计通称节流装置，也称为差压装置。节流装置结构简洁，性能稳定，使用维护便利，且有一部分已标准化，是目前应用最多的一种流量计。常用标准节流装置有孔板、喷嘴及文丘里管，如下图所示。1 节流装置测量原理流体流经节流孔前的流

2、态变化当流体连续流过节流孔时，在节流件前后由于压头转换而产生压差。对于不行压缩流体例如水，节流前后流体的密度保持不变。当忽视压头损失p时，由伯努利方程可得： (1)式中 P1、P2为流束在截面I、处相应的静压力，Pa；V1、V2为流束在截面I、处的流速，m/s； 为流体的密度，kg/m3。若流体的流速均匀全都，则由式(1)可得： (2)由流体流淌连续性方程： (3)式中 A1 、 A2 截面I、 处流束的断面积，A1等于管道的断面积，m2。设流束收缩系数为= A2/Ad，即A2=Ad (Ad为节流件的开孔面积)，又设管道直径为D和节流体开孔直径为d，则有Ad/A1=d2/D2=2，其中称为直径

3、比，由式(2)和式(3)整理后得： (4)实际流体流淌时有压头损失，流速也不是均匀全都的，并且在节流件前后两侧管壁测量的压差P=P1-P2，并非图中所示的P=P1-P2，考虑到这些因素，在上式中应引入修正系数，则不行压缩流体的体积流量Q与质量流量M为: (5)其中称为流量系数，它是一个综合性系数，其值与节流件的类型、取压方式、直径比及雷诺数等因素有关，由试验确定2 标准节流装置在国家标准【GB/T 2624-2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量，等同于国际标准ISO 5167(2003)】规定的使用极限范围内，依据该标准所供应的数据和要求进行设计、制造和安装使用的节流件，称

4、为标准节流装置。标准节流装置标准节流装置由三部分组成：节流件、取压装置、测量直管段（节流件前10D，后5D）。标准节流装置包括标准孔板、标准喷嘴与标准文丘里管(简称孔板、喷嘴、文丘里管)等，毋须经过实液标定即可使用，测量精确度一般为l%2%，能满足工业生产上的一般要求。2.1 标准孔板2.1.1 结构形式标准孔板结构简洁，加工便利，价格廉价。它的特征孔径是节流孔前段圆筒形孔径d。 标准孔板两侧的压力差信号可以接受角接取压、法兰取压和径距取压。2.1.2 取压装置每个取压装置至少有一个上游取压孔和一个下游取压孔，不同取压方式的上、下游取压孔位置都必需符合国家标准的规定。标准孔板取压口的位置表征标

5、准孔板的取压方式，一般分为角接取压、法兰取压、径距取压、缩流取压和管接取压五种，标准孔板常用角接取压法和法兰取压法。取压方式不同的标准孔板，其取压装置的结构，孔板的适用范围，流出系数的试验数据以及有关技术要求均有所不同。节流装置的取压方式1-1角接取压；2-2法兰取压；3-3径距取压；4-4缩流取压；5-5管接取压2.2 标准喷嘴标准喷嘴分为ISA 1932喷嘴(左图)和长径喷嘴两种。喷嘴在管道内的部分是圆的，由圆弧形的收缩部分和圆筒形喉部组成。 适用范围:50D500mm，0.300.80。当0.300.44时， 7104ReD107；当0.440.80时， 2104ReD107。 ISA 1932 喷嘴 2.3 文丘里管标准文丘里管1-来液入口段；2-圆锥形收缩段；3-圆柱形喉口；4-圆锥形扩张段标准文丘里管有两种形式: 古典文丘里管(简称文丘里管)与文丘里喷嘴。文丘里管是由入口圆筒段1，圆锥收缩段2，圆柱形喉部3以及圆锥形集中段4组成。文丘里管内壁是对称于轴线的旋转表面，该轴线与管道同轴。3 标准节流装置计算四种命题：(1)在给定节流件上游流体黏度1、节流件上游密度1、节流件前后压差p、管道