山东建筑大学热工检测课第10章课件

充满管道的流体，当它流经管道内节流件时，流束将在节流件处形成局部收缩。节流装置是安装在流体管道中，使流体的流通截面发生变化，引起流体静压变化的一种装置。因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差，流体流量愈大，产生的压差愈大，因而可依据压差来衡量流量的大小。流体流经孔板后，断面逐渐增加恢复到原来的状态，流速逐渐降低为原来值，静压力回升，但由于能量损失-部分用于摩擦、撞击和涡流，所以压力有损失，不能回到原来的值。如图节流装置产生的差压信号，通过压力传输管道引至差压计，经差压计转换成电信号或气信号送至显示仪表。节流装置（取压管及内部的节流孔板）

节流孔板后取压管

前取压管流体通过节流孔板时，流速加快，后取压管处的压力减小。节流装置外形

节流孔板后取压管

第1节标准节流装置节流装置除节流元件和取压装置外，还包括节流元件上下游阻力件以及它们之间的直管段.标准节流装置的适用条件流体必须是牛顿流体，在物理学和热力学上是均匀的、单相的，或者可认为是单相的流体。流体必须充满管道和节流装置且连续流动，流经节流件前流动应达到充分紊流，流束平行于管道轴线且无旋转，流经节流件时不发生相变。流动是稳定的或随时间缓变的

常用的节流元件有标准件和非标准件两种。标准节流元件有孔板、喷嘴、文丘里管和文丘里喷嘴；非标准节流元件有双重孔板、1/4圆喷嘴和圆缺孔板等。1标准孔板

标准孔板是一块具有与管道同心圆形开孔的圆板，迎流一侧是有锐利直角入口边缘的圆筒形孔，顺流的出口呈扩散的锥形。孔板要求：（1）开孔直径d应实际测量。测量在上游段进行，最好是在四个大致相等的角度上测量直径，求其平均值。要求各个单测值与平均值之差在0.05%范围内。（2）孔板进口圆筒形部分应与管道同心安装；（3）孔板进口边缘应是严格直角，不能有毛刺和可见的反光。所谓薄壁是指孔板厚度E和圆筒形厚度e不能过大。标准孔板E=0.02～0.05D，e=0.005～0.02D孔板的三种取压方式结构简单，加工方便，价格便宜。压力损失较大，测量精度较低，只适用于洁净流体介质，测量大管径高温高压介质时，孔板易变形。2标准喷嘴ISA1932喷嘴长径喷嘴3取压方式差压式流量计是通过测量节流件前后压力差p来实现流量测量的，而压力差

p的值与取压孔位置和取压方式紧密相关。

(1)角接取压:上下游取压管位于孔板(或喷嘴)的前后端面处。角接取压包括单独钻孔和环室取压。

(2)法兰取压：上下游侧取压孔的轴线至孔板上、下游侧端面之间的距离均为25.4±0.8mm（1inch)。取压孔开在孔板上下游侧的法兰上．取压位置—标准节流装置规定了由节流件前后引出差压信号的几种取压方式，包括取压位置和取压口的结构形式。角接取压和法兰取压较为常用,理论取压和径距取压一般不用角接取压装置：环室取压和单独钻孔取压装置结构环室取压：前、后环室装在节流件两边，环室夹在法兰之间。节流件前后的压力从连续环隙上取得，为整个圆周上的平均值。单独钻孔取压：钻在法兰或夹紧环上。取压孔在夹紧环内壁的出口边缘必须与夹紧环内壁平齐，取压孔为圆筒形，其轴线应尽可能与管道轴线垂直。法兰取压装置上游取压口中心线与节流件上游端面距离L1=25.4mm，下游取压口中心线与节流件下游端面距离L2=25.4mm。当β>0.6且D<150mm时，允许偏差为±0.5mm，其余情况下允许偏差为±1mm。

从法兰外圆垂直管道轴线向内钻孔。取压孔直径应小于0.13D和小于13mm.法兰取压装置径距取压（D-D/2取压）

取压孔必须符合单独钻孔取压的全部要求，取压孔中心线必须与管道中心线垂直。取压孔只有一对，上游取压孔中心线与节流件上游端面距离L1等于D，允许偏差为±0.1D。

下游取压孔中心线与节流件下游端面距离L2等于0.5D，允许偏差：当β≤0.6时为±0.02D;当β>0.6时为±0.01D。角接取压法兰取压径距取压12mm≤d50mm≤D≤100mm0.2≤β≤0.75当0.2≤β≤0.45时，ReD≥5000ReD≥1260β2D当β≥0.4时，ReD≥10000标准孔板制造安装的其他要求β=d/D为直径比；D为流动管道内径。二标准节流装置的管道条件为了使流体在节流元件前1D处达到充分发展的湍流速度分布，须满足：

1)节流元件前、后必须有足够长的直管段，长度与节流元件上下游阻力元件及直径比β有关。

2)直管段截面必须为圆形，节流元件前后圆度要求高。在节流元件前2D范围内，分别于0D、0.5D、1D和2D处的四个截面上，以角等分方式各测取4个管道内径Di，共16个测量值，偏差要求小

第2节标准节流装置流量公式

流量方程第4节非标准节流件及其应用在特殊的情况下（如管道直径小于50毫米，雷诺数很小等），不适用标准节流件。

非标准节流装置：实验数据较少，流量系数的误差较大的尚未标准化的节流件。（1）低雷诺数：1/4圆孔板，锥形入口孔板，双重孔板，双斜孔板，半圆孔板等；

（2）脏污介质：圆缺孔板，偏心孔板，环状孔板，楔形孔板，弯管节流件等；

（3）低压损：罗洛斯管，道尔管，道尔孔板，文丘里喷嘴，通用文丘里管等；

（4）脉动流节流装置；

（5）临界流节流装置：音速文丘里喷嘴；

（6）混相流节流装置。¼圆弧入口孔板、锥形入口孔板图a为1/4圆弧孔板，图b为锥形入口孔板。都是同心孔板，与标准孔板相比，只是孔口廓形不同，前者为1/4圆弧，后者像一倒装的标准孔板。第5节差压计信号管路的安装节流式流量计的安装与使用条件

:流量系数是在一定的条件下通过实验得到的，因此对管道选择流量计的安装和使用均有规定a.标准节流装置的使用条件——节流装置仅适用于圆形测量管道，在节流装置前后的直管段上，内壁表面应无可见坑凹、毛刺和沉积物，对相对粗糙度和管道圆度均有规定。管径大小也有一定限制。（D最小≥50mm），适用于单相、均质流体且充满管道，流速恒定或缓慢变化。b.节流式流量计的安装1)节流元件前端面须与管道轴线垂直，允许最大不垂直度±1°。2)节流元件的开孔必须与管道同心，允许最大不同心度0.015D(1/β－1)。3)节流元件在受热时能够自由膨胀，防止变形。4)调节流量用的阀门最好安装在节流元件后最小直管段长度以外。c.取压口位置和引压管路的安装——与测压仪表的要求类似，应保证差压计能够正确、迅速地反映节流装置产生的差压值。引压导管应按被测流体的性质和参数要求使用耐压、耐腐蚀的管材，引压管内径不得小于6mm。长度最好在16m以内。引压管应垂直或倾斜敷设，其倾斜度不得小于1:12，倾斜方向视流体而定。d.差压计用于测量差压信号，其差压值远远小于系统的工作压力，因此，导压管与差压计连接处应安装截断阀，截断阀后装平衡阀。在仪表投入时，平衡阀可以起到单向过载保护作用。在仪表运行过程中，打开平衡阀，可以进行仪表的零