解析差壓式流量計常見的三個分類方法

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一、按產(chǎn)生差壓的作用原理分類

  1. 節(jié)流式——依據(jù)流體通過節(jié)流件使部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽芤援a(chǎn)生差壓的原理工作,其檢測件稱之為節(jié)流裝置,是DPF的主要品種。
  2. 動壓頭式——依據(jù)動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓的原理工作,如均速管流量計。
  3. 水力阻力式——依據(jù)流體阻力產(chǎn)生的壓差原理工作,檢測件為毛細管束,又稱層流流量計,一般用于微小流量測量。
  4. 離心式——依據(jù)彎曲管或環(huán)狀管產(chǎn)生離心力原理形成的壓差工作,如彎管流量計,環(huán)形管流量計等。
  5. 動壓增益式——依據(jù)動壓放大原理工作,如皮托-文丘里管。
  6. 射流式——依據(jù)流體射流撞擊產(chǎn)生原理工作,如射流式差壓流量計。

二、按結(jié)構(gòu)形式分類

1、標準孔板

      標準孔板又稱同心直角邊緣孔板??装迨且粔K加工成圓形同心的具有銳利直角邊緣的薄板??装彘_孔的上游側(cè)邊緣應(yīng)是銳利的直角。標準孔板有三種取壓方式:角接、法蘭及D-D/2取壓。為從兩個方向的任一個方向測量流量,可采用對稱孔板,節(jié)流孔的兩個邊緣均符合直角邊緣孔板上游邊緣的特性,且孔板全部厚度不超過節(jié)流孔的厚度。 
          
2、 標準噴嘴

       標準噴嘴有兩種結(jié)構(gòu)形式:ISA 1932噴嘴和長徑噴嘴。
  a. ISA 1932噴嘴——上游面由垂直于軸的平面、廓形為圓周的兩段弧線所確定的收縮段、圓筒形喉部和凹槽組成的噴嘴。ISA 1932噴嘴的取壓方式僅角接取壓一種。

        b. 長徑噴嘴——上游面由垂直于軸的平面、廓形為1/4橢圓的收縮段、圓筒形喉部和可能有的凹槽或斜角組成的噴嘴。長徑噴嘴的取壓方式僅D-D/2取壓一種。

3、經(jīng)典文丘里管

      經(jīng)典文丘里管由入口圓筒段、圓錐收縮段、圓筒形喉部和圓錐擴散段組成。根據(jù)不同的加工方法,有以下結(jié)構(gòu)形式:①具有粗鑄收縮段的;②具有機械加工收縮段的;③具有鐵板焊接收縮段的。

4、文丘里噴嘴 由進口噴嘴、圓筒形喉部及擴散段組成。

5、錐形入口孔板 錐形入口孔板與標準孔板相似,相當于一塊倒裝的標準孔板,取壓方式為角接取壓。

6、1/4圓孔板 1/4圓孔板與標準孔板相比只是孔口形狀不同,它的外形輪廓由一個與軸線垂直的端面,半徑r為1/4圓構(gòu)成的入口截面及噴嘴出口端面組成。管徑小于DN40為角接取壓,大于DN40為角接取壓或法蘭取壓。 

7、圓缺孔板 其開孔為一個圓的一部分(圓缺部分),這個圓的直徑為管道直徑的98%,開孔的圓弧部分的圓心應(yīng)精確定位,使其與管道同心,這樣可保證開孔不會被連接的管道或兩端的墊片所遮蓋,取壓方式為法蘭取壓和縮流取壓(或稱理論取壓)。

8、 偏心孔板 這種孔板的孔是偏心的,它與管道同心的圓相切,這個圓的直徑等于管道直徑的98%。安裝這種孔板必須保證它的孔不會被法蘭或墊片遮蓋住,它采用法蘭取壓和縮流取壓。

9、楔形孔板 楔形孔板的檢測件為V形,設(shè)計合適時節(jié)流件上下游無滯流區(qū),不會使管道堵塞,取壓方式未標準化。

10、 整體(內(nèi)藏)孔板 管徑小于DN50孔板可以有多種結(jié)構(gòu)形式,當管徑較小時孔板入口邊緣銳利度及管道糙度等對流出系數(shù)有顯著影響,因此按結(jié)構(gòu)幾何形狀及尺寸難以確定流出系數(shù),小管徑孔板一般皆需個別校準才能準確確定流出系數(shù)。

11、線性孔板 又稱彈性加載可變面積可變壓頭孔板,其孔隙面積隨流量大小而自動變化,曲面圓錐形塞子在差壓和彈簧力的作用下來回移動,孔隙的變化使輸出信號(差壓或位移)與流量成線性關(guān)系,并極大地擴大范圍度。

12、環(huán)形孔板 環(huán)形孔板由一個被同心固定在測量管中的圓板、三腳支架和中心軸管組成,中心軸管將上下游壓力傳送到差壓變送器。環(huán)形孔板的優(yōu)點是既能疏泄管道底部的較重物質(zhì)又能使管道中氣體或蒸氣沿管道頂部通過。
  
13、道爾管 道爾管結(jié)構(gòu)由40°入口錐角和15°擴散管組成。流體首先碰到a上,再經(jīng)短而陡的錐體,到達喉部槽兩邊的兩個圓筒形部分,通過短的錐體后在f處,突然擴大到管道中,整個長度僅是管徑的1.5-2倍,是經(jīng)典文丘里管長度的17%。道爾管產(chǎn)生的差壓比經(jīng)典文丘里管大,在高差壓下卻有低的壓損。

14、羅洛斯管 羅洛斯管結(jié)構(gòu)由入口段、入口錐管、喉部錐管、喉部和擴散管組成。入口錐管的錐角為40°,喉部錐角為7°,擴散管錐角為5°,上游取壓口采用角接取壓,其取壓口緊靠入口錐角處,下游取壓口在喉部長度的一半,即d/4處。

15、彎管 利用管道系統(tǒng)彎頭作檢測件,無附加壓損及專門安裝節(jié)流件是其優(yōu)點,彎管取壓口開在45°或22.5°處,取壓口結(jié)構(gòu)與標準孔板相同,兩個平面內(nèi)的兩個取壓口對準,使其能處于同一條直線上,彎管內(nèi)壁應(yīng)盡量保持光滑。

16、可換孔板節(jié)流裝置 在需要檢查孔板或更換孔板時,可無需拆開管道,短時間暫停管道內(nèi)被測介質(zhì)的流動,這時就可打開上蓋,取出孔板及密封件予以檢查或更換。

17、臨界流節(jié)流裝置 臨界流節(jié)流裝置有兩種結(jié)構(gòu)形式:圓環(huán)喉部文丘里噴嘴和圓筒喉部文丘里噴嘴。

  a.圓環(huán)喉部文丘里噴嘴 它由入口段、圓弧收縮段和擴散段組成。入口收縮段是一個喇叭形曲面,該曲面延伸至最小斷面處(喉部),并與擴散段相切。在入口平面的上游,廓形沒有規(guī)定,但在每個軸向位置上,其直徑都應(yīng)等于或大于喇叭形擴張部分的直徑。

  b.圓筒形喉部文丘里噴嘴 它由入口段、圓弧收縮段、圓筒形喉部及擴散段組成。其入口平面為入口輪廓相切且垂直于噴嘴中心線的平面。收縮段為1/4圓曲面,一端與入口平面相切,另一端與圓筒喉部相切。1/4圓曲面和圓筒喉部之間的連接應(yīng)沒有缺陷,連接要平滑。


三、按用途分類

  1. 標準節(jié)流裝置 ISO 5167或GB/T2624中所包括的節(jié)流裝置稱為標準節(jié)流裝置,它們是標準孔板、標準噴嘴、經(jīng)典文丘里管和文丘里噴嘴。在設(shè)計、制造、安裝及使用方面皆遵循標準規(guī)定,可不必個別校準而使用。
  2. 低雷諾數(shù)節(jié)流裝置 如1/4圓孔板、錐形入口孔板和雙重孔板等。
  3. 臟污流節(jié)流裝置 如圓缺孔板、偏心孔板和楔形孔板等。
  4. 低壓損節(jié)流裝置 如道爾管、羅洛斯管、彎管及環(huán)形管等。
  5. 小管徑節(jié)流裝置 如整體(內(nèi)藏)孔板和一體式流量變送器等。
  6. 寬范圍度節(jié)流裝置 如線性孔板等。
  7. 臨界流節(jié)流裝置 如臨界流文丘里噴嘴等。


  應(yīng)用最普遍的節(jié)流件標準孔板結(jié)構(gòu)易于復(fù)制,簡單,牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用期限長,價格低廉。節(jié)流式DPF應(yīng)用范圍極廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比。全部單相流體,包括液、氣、蒸汽皆可測量,部分混相流,如氣固、氣液、液固等亦可應(yīng)用,一般生產(chǎn)過程的管徑、工作狀態(tài)(壓力,溫度)皆有產(chǎn)品。檢測件與差壓顯示儀表可分開不同生產(chǎn)廠生產(chǎn),便于專業(yè)化形成規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn),它們的結(jié)合非常靈活方便。檢測件,特別是標準型的是全世界通用的,并得到國際標準組織的認可。對標準型檢測件進行的試驗研究是國際性的,其他流量計一般僅依靠個別廠家或研究群體進行,因此其研究的深度和廣度不可同日而語。從時間上看,標準型檢測件自20世紀30年代由國際標準化組織確定后再也沒有改變,其研究資料及生產(chǎn)實踐的積累極其豐富,它涉及的應(yīng)用范圍還沒有一類流量計可比。

  正是由于上述原因,標準型節(jié)流式DPF無需實流校準,即可投用,在流量計中亦是惟一的。目前在各種類型中以節(jié)流式和動壓頭式應(yīng)用最多。節(jié)流式已開發(fā)20余品種,并且仍有新品種開發(fā)出,較成熟的向標準型發(fā)展,ISO設(shè)有專門技術(shù)委員會負責(zé)此項工作。動壓頭式以均速管流量計為代表,近年有較快發(fā)展,它是插入式流量計的主要品種,其用量在迅速增加。