[推荐]孔板流量计原理,孔板蒸汽流量计类型
蒸汽孔板流量计的类型
流量计的类型有很多，适合蒸汽应用的流量计有:
口孔板流量计
口透平流量计(包括旁通流量计)
口变面积流量计
口弹簧负载变面积流量计
口直接在线(DIVA)变面积流量计
口毕托管流量计
口涡街流量计
上述每一种流量计都有其自身的优缺点。为了确保蒸汽流量计的性能和精度，最重要的是流量计要符合所用的工况。
本章节将介绍上述各种流量计，讨论它们的特性和各自的优缺点、典型应用和安装。
孔板流量计
孔板流量计是差压式流量计的一种。简单的说，流体流经一个收缩截面，测量通过此截面的压差。根据丹尼尔·伯努力在1738年(见4.2节)的研究工作，流体流经孔板的速度和其压力损失的平方根成比例关系。其它差压式流量计有文丘利管和喷嘴等。
孔板流量计，通过在管道中插入一块开有小孔的节流元件来限制流动。孔板通常被称为一次元件。
为了测量流体流动时产生的差压，在孔板的上下游开有压力感应孔，压力感应孔与二次仪表(差压变送器)相连。
差压变送器产生的信号可以输出至流量显示仪，或者与温度和压力信号一起输入流量计算机，这样可以对流体的密度进行补偿。
对于计量蒸汽的水平管道，水(冷凝水)可能会在孔板的上游积聚。为了防止这一现象，孔板的底部可以开一个排水小孔。当然，当孔板的外形确定后，在计算流量时，必须考虑排水小孔的影响。
正确选择和安装孔板非常重要，详细信息可参考ISO 51670.
安装
下面介绍在ISO 5167中强调的几点重点内容:
压力感应孔一通过感应管(也称作脉冲管)连接孔板的上下游压力孑L和差压变送器。最常用的压力
感应孔位置有:
口如图4.3.3所示从法兰(或孔板安装件)取压。这是最常见的取压方式，但是当取压口在管道底部时需
要特别注意，因为在底部有可能会堵塞。
口孔板前1倍管径，后0.5倍管径取压。这种方法相对困难一些，但是更准确，因为差压的最大值在流体的收缩断面处，即0.5倍管径处。
角接取压一在口径较小的孔板上通常采用这种方法。因为空间的限制，在法兰上加工取压孔很困难。角接取压法一般用于管道直径小于等于DN50的场合。
差压变送器产生的信号可以输出至流量显示仪，或者与温度和压力信号一起输入流量计算机，这样可以对流体的密度进行补偿。
管道一在孔板下游的最小直管段要求为5倍管径，以减少由于管道效应引起的流速分布变化。
孔板上游的直管段要求受很多因素影响，包括:
口p比，是指孔板直径和管道直径的比(见公式4.3.1)，通常的值为0.7。
口上游扰流元件的形状和性质，图4.3.4列出了一些典型的示例:
孔板流量计的优点:
口简单结实;
口精度高;
口成本低;
口如果计算、制造加工和安装符合ISO 5167，无须额外的标定和再检定。
孔板流量计的缺点:
口由于流量和差压的平方根成比例关系，量程比限制为4:1及5:10
口由于水锤的作用，孔板可能会变形。如果设计或安装不当甚至会堵塞管道。
口孔板的直角边缘在长期运行后可能会磨损，特别是用在潮湿肮脏的蒸汽上。这些会改变孔板的特性，并且会影响精度。因此，为了保证孔板的重复性和精度，必须对孔板进行周期检查和更换。
口孔板流量计系统的安装长度要求较高，为了保证精度，必须保证上下游至少有10倍和5倍管径的直管段。
口在空间较小的工厂内，这个条件可能难以满足。如果系统DN10。的管道，p比为。.7，整个系统的布置
如4.3.4(b)项所示。
上游直管段的要求=36 x 0.1 m=3.6 m
下游直管段的要求=5 x 0.1 m=0.5 m
那么全部直管段的要求=3.6+0.5 m = 4.1 m
孔板流量计的典型应用:
任何流量变化在4:1和5:1之间的流量计量。
这包括锅炉房出口和蒸汽分配至许多设备的场合，如部分设备运行，部分设备停止，但总的流量变化不大。
涡轮流量计
主要部件包括一个多叶轮的转子，转子通过可自由运转的轴安装在与来流垂直的方向上。转子的直径要比流量计腔体的直径要小，转子的转动速度与流体的体积流量成比例关系。
涡轮转子的转速可以通过安装在管道外的电子接近开关来测量，一般测量脉冲数量，如图4.3.5所示。
由于涡轮流量计包含一些列的运动部件，因此需要考虑以下因素:
口流体的温度、压力和勃度;
口流体的润滑能力;
口车由承的摩擦和磨损;
口叶轮外形尺寸的改变;
口进口速度分布和旋涡的影响;
口经过流量计的压降。
由于上述因素，涡轮流量计必须在使用工况下标定。
在大口径管道中，为了降低成本，可以通过旁通将涡轮做得小一些，或者旁通包含在流量计内部，如图所示。旁通流量计有一个孔板，孔板经过计算以确保管道中有足够的流体进入旁通。当然，叶轮的转动速度同样与流体的流速成比例。有许多老的流量计如图4.3.6所示那样采用机械输出。
可以清楚地看出，上述机械结构引起的叶轮轴与密封填料的摩擦效应非常大。
涡轮流量计的优点:
口如果安装得当，量程比可达10:10
口精度较好(1 0.5%的实际流量)。
口旁通流量计相对成本较低。
涡轮流量计的缺点
口通常在指定压力下标定。任何蒸汽压力的波动都会导致读数的偏差，除非使用密度补偿。
口流动调整器非常重要(见4.5节)。
口如果流动波动，叶轮可能会高速或低速运转，导致由于迟滞引起的误差。
口湿蒸汽可能损坏叶轮进而影响精度。
口流量过低时可能会丢失，因为没有足够的能量推动叶轮转动。
口对粘度比较敏感:如果流体的钻度增加，在低流量时会导致流速与流体的速度不成线形关系。但可以
采用软件来修正这一影响。
口流体必须清洁(颗粒不应超过100um)，因为:
叶轮和管道内径之间的间隙非常小。
管道内的杂质可能会损坏叶轮进而改变其性能。
管道内的杂质可能会加速叶轮的磨损并影响精度，特别是在低流量时。
涡轮流量计的典型应用
口过热蒸汽。
口液体计量，特别是具有润滑功能的液体。对于所有的液体，在计量前，必须去除空气和不凝性气体。变面积流量计
变面积流量计(如图4.3.7所示)，通常称为转子流量计，包括一个在底部开有小孔的锥形渐缩管，一个可以在流体里自由运动的浮子。当流体在管道里流动时，由于以下作用力的影响浮子处于平衡位置:
口流体产生的向上动力。
口由于浮子的质量产生的向下重力。
口因此，浮子的位置可以指示出流量的大小。
在实际应用时，此类流量计包括:
浮子，选择时应考虑浮子的重量，以及对流体的化学耐腐性。
最常见的浮子材料是316不锈钢，但是，对于一些特殊应用的场合，可以使用哈氏合金、铝和PVCo
口在小口径流量计中，浮子通常是一个简单的小球，但是在大口径流量计中，为了提高稳定性，通常采
用一些特殊结构的浮子。
锥形管，管上标有流量的刻度，根据流量范围管径从40mm到250mm o
通常锥形管由玻璃或塑料制成。但是，如果管子破裂可能导致危害，应在管外安装保护套，或采用金属管。
口对于透明的管子，流量读数可以根据浮子的位置从刻度线读出。对于高温场合，管道是不透明的，一般采用磁性装置来指示流量读数。
随着流量的增加，浮子四周的环形面积也在增加。因此，差压基本保持不变。