節(jié)流裝置標準節(jié)流裝置

使用標準節(jié)流裝置時，流體的性質和狀態(tài)必須滿足下列條件：

①流體必須充滿管道和節(jié)流裝置，并連續(xù)地流經管道。

②流體必須是牛頓流體，即在物理上和熱力學上是均勻的、單相的，或者可以認為是單相的，包括混合氣體，溶液和分散性粒子小于0.1m的膠體．在氣體中有不大于2%（質量成分）均勻分散的固體微粒，或液體中有不大于5%（體積成分）均勻分散的氣泡，也可認為是單相流體．但其密度應取平均密度。

③流體流經節(jié)流件時不發(fā)生相交。

④流體流量不隨時間變化或變化非常緩慢。

⑤流體在流經節(jié)流件以前，流束是平行于管道軸線的無旋流。

標準節(jié)流裝置不適用于動流和臨界流的流量測量。

不少國家對節(jié)流裝置做了很多研究工作。AGA（美國氣體協(xié)會）和ASME（美國機械工程師協(xié)會）從本世紀初就開始進行節(jié)流裝置的實驗，研究結果分別在1969年和1971年的報告中發(fā)表。DIN（德國工業(yè)標準）中，早就對節(jié)流裝置進行了規(guī)定，到1969年已經過六次修訂國際標準化組織（ISO）在匯總了各國的研究成果的基礎上，分別于1967年和1968年出版了ISO/R541和ISO/R781，作為節(jié)流裝置的國際標準。1980年又對前面的兩個文件進行了修訂，出版了適合于孔板、噴嘴和文丘里管的國際標準ISO 5167。我國也于1981年出版了流量測量節(jié)流裝置的國家標準GB 2624，對角接取壓、法蘭取壓的標準孔板和角接取壓標準噴嘴做了具體規(guī)定。

尤其是第二個優(yōu)點，使得節(jié)流式流量計在制造和使用上都非常方便。因為對一個流量計，特別是大流量測量用的流量計，在檢定時將會遇到各種各樣的困難。

節(jié)流式流量計通常由能將流體流量轉換成差壓信號的節(jié)流裝置及測量差壓并顯示流量的差壓計組成。安裝在流通管道中的節(jié)流裝置也稱“一次裝置”，它包括節(jié)流件、取壓裝置和前后直管段．顯示裝置也稱“二次裝置”，它包括差壓信號管路利測量中所需的儀表。

節(jié)流式流量計是一種典型的差壓式流量計．是工業(yè)生產中用來測量氣體、液體和蒸氣流量的最常用的一種流量儀表．據調查統(tǒng)計，在煉鋼廠、煉油廠等工業(yè)生產系統(tǒng)中所使用的流量計有（70—80）%左右是節(jié)流式流量計。在整個工業(yè)生產領域中，節(jié)流式流量計也占流量儀表總數的一半以上。節(jié)流式流量計所以得到如此廣泛的應用，主要是因為它具有以下兩個非常突出的優(yōu)點：

①結構簡單，安裝方便，工作可靠，成本低，又具有一定準確度．能滿足工程測量的需要。

②有很長的使用歷史，有豐富的、可靠的實驗數據，設計加工已經標準化．只要按標準設計加工的節(jié)流式流量計，不需要進行實際標定，也能在已知的不確定度范圍內進行流量。

連續(xù)流體介質在管道中運動的過程中，流經管道內預置的節(jié)流裝置時，其流束將會在節(jié)流裝置處形成局部的縮徑狀態(tài)。從而使流體介質的流速增大，靜水壓力相對降低。這種狀況就會在節(jié)流裝置（孔板）上游和下游產生壓力降（壓差）。流動介質的流量相對越大，那么在節(jié)流裝置上下游所產生的壓差也會越大。

因此，可通過節(jié)流測量裝置的壓差，經一定轉換來相對衡量流經節(jié)流裝置內流體流量的大小，這就是利用節(jié)流裝置來具體測定管道內連續(xù)流動介質流量的基本原理。

節(jié)流裝置作為流量計中最重要的一個分支，它分為標準節(jié)流裝置和非標準節(jié)流裝置兩大類。標準節(jié)流裝置有：標準孔板，ISA標準噴嘴，長頸噴嘴，經典文丘里管和文丘里噴嘴； 非標準節(jié)流裝置有：環(huán)形孔板，四分之一圓噴嘴，四分之一圓孔板，錐形入口孔板，圓缺孔板，偏心孔板，雙重孔板，低壓損流量管，矩形文丘里管，V型錐流量計，楔形流量計，內藏孔板，限流孔板等 。

為了體現新型節(jié)流裝置的輕便耐腐蝕等特性，節(jié)流裝置上下游直管部分采用礦用高強度的塑料，節(jié)流裝置的孔板與直管件采用內鑲嵌結構以保證其同心性。即取管徑相同的2段管，一端采用車內圓加工出和孔板直徑相同的內徑；另一端利用車外圓加工法削去其外緣，使其內圓外徑等于孔板直徑，外圓長度值等于內圓長度減去孔板的厚度值。等各部件加工之后再將孔板嵌入內圓加工段，最后嵌入外圓加工段即可。

1 帶有定位槽的新型孔板

孔板是節(jié)流裝置的核心部件，考慮到孔板的定位穩(wěn)定問題，加工制作時采用在標準原有孔板基礎上在其上游側加上20mm的定位槽，其余標準保持不變，這樣就解決了孔板的定位問題。

2 上下游測管

設計使用標準節(jié)流裝置，在保證孔板的幾何相似度之外，還必須遵守管道和流體條件，以保證管路流動介質的動力學相似。孔板上下游直管道最小長度應按照標準流量節(jié)流裝置設計要求進行。

3 上下游測管組合

節(jié)流裝置組合安裝圖如圖，在孔板和上下游直管段加工好之后，按照圖的組合方式進行安裝。

孔徑小的一側與下游直管內部環(huán)形凹臺階緊密接觸，然后在下游直管上軸向距離標準孔板的D/2（D為上游直管和下游直管的內徑尺寸）處鉆孔，在上游直管軸向距離標準孔板的D處鉆孔，上游測氣嘴和下游測氣嘴均用銅棒加工而成，中部設有測氣孔，一端有絲扣，旋入孔板上下直管兼有定位功能。在上游直管和下游直管鉆孔處設置上游測氣嘴和下游測氣嘴。

4 測氣嘴和氣嘴橡皮帽

節(jié)流裝置有上下2個側氣嘴，平時處于封閉狀態(tài)，測量時取下，設計中測氣嘴橡皮帽利用橡膠模具加工，為防止意外丟失，測氣嘴橡皮帽帶有橡皮環(huán)，環(huán)的直徑略大于孔板流量計的直徑，平時橡皮帽扣在測氣嘴之上，測量時可取下。工作使用時，取下橡皮帽和橡皮帽，將U型壓差計的2個測量口與上游測氣嘴和下游測氣嘴連接，U型壓差計測出2個測量口瓦斯混合氣體之間的壓力差。根據測量出的壓力差及礦下所測得溫度數值，可以計算出瓦斯混合氣體的流量。

5結論

新型的礦用瓦斯抽采節(jié)流裝置，取消法蘭連接，孔板內嵌于下游直管之內，定位精確，和上下游直管同軸度高，上下游直管采用礦用工程塑料，插接連接，具有安裝便捷，校準方便，耐腐蝕等特點。

標準節(jié)流裝置是按照國際標準ISO5167和ISO9300、國家標準GB/T2624-2006規(guī)定的技術條件設計，制造，使用的一套節(jié)流裝置。

節(jié)流裝置是在充滿管道的流體流經管道內的一種流裝置，流束將在節(jié)流處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產生了靜壓力差（或稱節(jié)流式流量計）。2100433B

以節(jié)流裝置為檢測件的差壓流量計是使用成熟、用量巨大的一類流量計，手冊分三部分概述了節(jié)流裝置使用中需要的資料。此次修訂核心內容主要是流出系數公式和直管段長度的規(guī)定。修訂后，手冊完全符合標準ISO 5167：2003（E）。

手冊第一篇介紹了標準節(jié)流裝置的結構形式、安裝要求、使用及設計計算方法，并收集了偏離標準的處理，以及各類非標準節(jié)流裝置的應用資料。第二篇匯編了通用性及流體物性方面的有關資料。第三篇是制造安裝圖，可供讀者自行設計制造節(jié)流裝置時使用。

第一篇 原理和基礎

第一章 基本原理

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 節(jié)流裝置測量原理

一、流體通過節(jié)流裝置的流動情況

二、流量方程式

三、標準節(jié)流裝置的測量原理

第二章 流量方程式中各參數的確定方法

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 流出系數

一、孔板、噴嘴的流出系數特性

二、標準孔板的流出系數

第三節(jié) 可膨脹性系數

第四節(jié) 被測介質的物性參數

一、密度

二、黏度

三、等熵指數κ

第五節(jié) 雷諾數

第六節(jié) 壓力、溫度和密度的測量

一、壓力測量

二、溫度測量

三、密度測量

第七節(jié) 材料的熱膨脹系數

第八節(jié) 流體通過節(jié)流裝置時的壓力損失

一、孔板和噴嘴的壓力損失

二、文丘里噴嘴和經典文丘里管的壓力損失

三、能耗計算式

四、耗能費（年）

第九節(jié) 差壓上限值的確定

第三章 標準節(jié)流裝置的結構形式和技術要求

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 孔板的結構形式和技術要求

一、孔板的結構形式

二、孔板的取壓裝置

第三節(jié) 噴嘴的結構形式和技術要求

一、ISA噴嘴

二、長徑噴嘴

第四節(jié) 經典文丘里管的結構形式和技術要求

一、經典文丘里管的結構形式

二、各種類型經典文丘里管的廓形特性

三、取壓裝置

第五節(jié) 文丘里噴嘴的結構形式和技術要求

一、文丘里噴嘴的幾何廓形

二、文丘里噴嘴的取壓裝置

第四章 標準節(jié)流裝置的安裝

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 阻流件的影響

一、速度分布畸變和旋渦角

二、彎頭

三、漸擴管和突擴管

四、漸縮管和突縮管

五、閥門

第三節(jié) 標準節(jié)流裝置的安裝要求

一、概述

二、測量管及其安裝

三、節(jié)流件的安裝

四、差壓信號管路的安裝

第五章 標準節(jié)流裝置與差壓計的使用

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 標準節(jié)流裝置的使用條件

第三節(jié) 制造節(jié)流裝置的材料

第四節(jié) 孔板的強度計算

第五節(jié) 標準節(jié)流裝置的選擇原則

第六節(jié) 標準節(jié)流裝置的檢驗方法

一、幾何檢驗法

二、系數檢驗法

第七節(jié) 差壓計(差壓變送器)的檢驗

一、差壓計(差壓變送器)的技術要求

二、差壓計(差壓變送器)的檢驗條件

三、差壓計(差壓變送器)的檢驗項目和方法

第六章 標準節(jié)流裝置的設計計算

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 常用設計計算命題的計算辦法

第三節(jié) 設計計算實例

一，實例之一 被測介質為水

二，實例之二 被測介質為天然氣

三， 實例之三 被測介質為水

四， 實例之四 被測介質為過熱蒸氣

五， 實例之五 被測介質為空氣

六， 實例之六 被測介質為高爐煤氣

七， 實例之七 被測介質為天然氣

八， 實例之八 被測介質為焦爐煤氣

九， 實例之九 被測介質為過熱水蒸氣

第七章 標準節(jié)流裝置偏離標準規(guī)定的處理和測量的附加誤差

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 節(jié)流裝置不符合標準要求

第三節(jié) 管道布置不符合標準要求

第四節(jié) 使用條件不符合標準要求

第五節(jié) 管道粗糙度不符合標準要求

第八章 其他(非標準)節(jié)流裝置

第九章 流量測量的不確定度

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 流量測量不確定度的計算

第三節(jié) 流量測量不確定度計算舉例

第二篇 設計計算用圖表

第一章 通用圖表

第二章 氣體的物理性質圖表

第三章 液體的物理性質圖表

第四章 水和水蒸氣的物理性質表

第五章 節(jié)流裝置的流出系數和可膨脹性系數

第三篇 節(jié)流裝置制造安裝圖

第一章 標準節(jié)流裝置制造安裝圖

第二章 非標準節(jié)流裝置制造安裝參考圖

第三章 差壓信號管路的安裝示意圖

參考文獻

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