節(jié)流裝置分類(lèi)

節(jié)流裝置作為流量計(jì)中最重要的一個(gè)分支，它分為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置兩大類(lèi)。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有：標(biāo)準(zhǔn)孔板，ISA標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，長(zhǎng)頸噴嘴，經(jīng)典文丘里管和文丘里噴嘴； 非標(biāo)準(zhǔn)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(jì)，楔形流量計(jì)，內(nèi)藏孔板，限流孔板等 。

連續(xù)流體介質(zhì)在管道中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，流經(jīng)管道內(nèi)預(yù)置的節(jié)流裝置時(shí)，其流束將會(huì)在節(jié)流裝置處形成局部的縮徑狀態(tài)。從而使流體介質(zhì)的流速增大，靜水壓力相對(duì)降低。這種狀況就會(huì)在節(jié)流裝置（孔板）上游和下游產(chǎn)生壓力降（壓差）。流動(dòng)介質(zhì)的流量相對(duì)越大，那么在節(jié)流裝置上下游所產(chǎn)生的壓差也會(huì)越大。

因此，可通過(guò)節(jié)流測(cè)量裝置的壓差，經(jīng)一定轉(zhuǎn)換來(lái)相對(duì)衡量流經(jīng)節(jié)流裝置內(nèi)流體流量的大小，這就是利用節(jié)流裝置來(lái)具體測(cè)定管道內(nèi)連續(xù)流動(dòng)介質(zhì)流量的基本原理。

節(jié)流式流量計(jì)是一種典型的差壓式流量計(jì)．是工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)測(cè)量氣體、液體和蒸氣流量的最常用的一種流量?jī)x表．據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在煉鋼廠、煉油廠等工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的流量計(jì)有（70—80）%左右是節(jié)流式流量計(jì)。在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，節(jié)流式流量計(jì)也占流量?jī)x表總數(shù)的一半以上。節(jié)流式流量計(jì)所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)樗哂幸韵聝蓚€(gè)非常突出的優(yōu)點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，工作可靠，成本低，又具有一定準(zhǔn)確度．能滿(mǎn)足工程測(cè)量的需要。

②有很長(zhǎng)的使用歷史，有豐富的、可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)加工已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化．只要按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)加工的節(jié)流式流量計(jì)，不需要進(jìn)行實(shí)際標(biāo)定，也能在已知的不確定度范圍內(nèi)進(jìn)行流量。

尤其是第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得節(jié)流式流量計(jì)在制造和使用上都非常方便。因?yàn)閷?duì)一個(gè)流量計(jì)，特別是大流量測(cè)量用的流量計(jì)，在檢定時(shí)將會(huì)遇到各種各樣的困難。

節(jié)流式流量計(jì)通常由能將流體流量轉(zhuǎn)換成差壓信號(hào)的節(jié)流裝置及測(cè)量差壓并顯示流量的差壓計(jì)組成。安裝在流通管道中的節(jié)流裝置也稱(chēng)“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(chēng)“二次裝置”，它包括差壓信號(hào)管路利測(cè)量中所需的儀表。

不少?lài)?guó)家對(duì)節(jié)流裝置做了很多研究工作。AGA（美國(guó)氣體協(xié)會(huì)）和ASME（美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)）從本世紀(jì)初就開(kāi)始進(jìn)行節(jié)流裝置的實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果分別在1969年和1971年的報(bào)告中發(fā)表。DIN（德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）中，早就對(duì)節(jié)流裝置進(jìn)行了規(guī)定，到1969年已經(jīng)過(guò)六次修訂國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在匯總了各國(guó)的研究成果的基礎(chǔ)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。1980年又對(duì)前面的兩個(gè)文件進(jìn)行了修訂，出版了適合于孔板、噴嘴和文丘里管的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5167。我國(guó)也于1981年出版了流量測(cè)量節(jié)流裝置的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2624，對(duì)角接取壓、法蘭取壓的標(biāo)準(zhǔn)孔板和角接取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴做了具體規(guī)定。

使用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置時(shí)，流體的性質(zhì)和狀態(tài)必須滿(mǎn)足下列條件：

①流體必須充滿(mǎn)管道和節(jié)流裝置，并連續(xù)地流經(jīng)管道。

②流體必須是牛頓流體，即在物理上和熱力學(xué)上是均勻的、單相的，或者可以認(rèn)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(zhì)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(rèn)為是單相流體．但其密度應(yīng)取平均密度。

③流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)不發(fā)生相交。

④流體流量不隨時(shí)間變化或變化非常緩慢。

⑤流體在流經(jīng)節(jié)流件以前，流束是平行于管道軸線的無(wú)旋流。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置不適用于動(dòng)流和臨界流的流量測(cè)量。

為了體現(xiàn)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(qiáng)度的塑料，節(jié)流裝置的孔板與直管件采用內(nèi)鑲嵌結(jié)構(gòu)以保證其同心性。即取管徑相同的2段管，一端采用車(chē)內(nèi)圓加工出和孔板直徑相同的內(nèi)徑；另一端利用車(chē)外圓加工法削去其外緣，使其內(nèi)圓外徑等于孔板直徑，外圓長(zhǎng)度值等于內(nèi)圓長(zhǎng)度減去孔板的厚度值。等各部件加工之后再將孔板嵌入內(nèi)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(wèn)題，加工制作時(shí)采用在標(biāo)準(zhǔn)原有孔板基礎(chǔ)上在其上游側(cè)加上20mm的定位槽，其余標(biāo)準(zhǔn)保持不變，這樣就解決了孔板的定位問(wèn)題。

2 上下游測(cè)管

設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)介質(zhì)的動(dòng)力學(xué)相似?？装迳舷掠沃惫艿雷钚￠L(zhǎng)度應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)流量節(jié)流裝置設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

3 上下游測(cè)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?qǐng)D的組合方式進(jìn)行安裝。

孔徑小的一側(cè)與下游直管內(nèi)部環(huán)形凹臺(tái)階緊密接觸，然后在下游直管上軸向距離標(biāo)準(zhǔn)孔板的D/2（D為上游直管和下游直管的內(nèi)徑尺寸）處鉆孔，在上游直管軸向距離標(biāo)準(zhǔn)孔板的D處鉆孔，上游測(cè)氣嘴和下游測(cè)氣嘴均用銅棒加工而成，中部設(shè)有測(cè)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(shè)置上游測(cè)氣嘴和下游測(cè)氣嘴。

4 測(cè)氣嘴和氣嘴橡皮帽

節(jié)流裝置有上下2個(gè)側(cè)氣嘴，平時(shí)處于封閉狀態(tài)，測(cè)量時(shí)取下，設(shè)計(jì)中測(cè)氣嘴橡皮帽利用橡膠模具加工，為防止意外丟失，測(cè)氣嘴橡皮帽帶有橡皮環(huán)，環(huán)的直徑略大于孔板流量計(jì)的直徑，平時(shí)橡皮帽扣在測(cè)氣嘴之上，測(cè)量時(shí)可取下。工作使用時(shí)，取下橡皮帽和橡皮帽，將U型壓差計(jì)的2個(gè)測(cè)量口與上游測(cè)氣嘴和下游測(cè)氣嘴連接，U型壓差計(jì)測(cè)出2個(gè)測(cè)量口瓦斯混合氣體之間的壓力差。根據(jù)測(cè)量出的壓力差及礦下所測(cè)得溫度數(shù)值，可以計(jì)算出瓦斯混合氣體的流量。

5結(jié)論

新型的礦用瓦斯抽采節(jié)流裝置，取消法蘭連接，孔板內(nèi)嵌于下游直管之內(nèi)，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(zhǔn)方便，耐腐蝕等特點(diǎn)。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167和ISO9300、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-2006規(guī)定的技術(shù)條件設(shè)計(jì)，制造，使用的一套節(jié)流裝置。

節(jié)流裝置是在充滿(mǎn)管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)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(chǎn)生了靜壓力差（或稱(chēng)節(jié)流式流量計(jì)）。2100433B

以節(jié)流裝置為檢測(cè)件的差壓流量計(jì)是使用成熟、用量巨大的一類(lèi)流量計(jì)，手冊(cè)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(nèi)容主要是流出系數(shù)公式和直管段長(zhǎng)度的規(guī)定。修訂后，手冊(cè)完全符合標(biāo)準(zhǔn)ISO 5167：2003（E）。

手冊(cè)第一篇介紹了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)形式、安裝要求、使用及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，并收集了偏離標(biāo)準(zhǔn)的處理，以及各類(lèi)非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的應(yīng)用資料。第二篇匯編了通用性及流體物性方面的有關(guān)資料。第三篇是制造安裝圖，可供讀者自行設(shè)計(jì)制造節(jié)流裝置時(shí)使用。

第一篇 原理和基礎(chǔ)

第一章 基本原理

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 節(jié)流裝置測(cè)量原理

一、流體通過(guò)節(jié)流裝置的流動(dòng)情況

二、流量方程式

三、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的測(cè)量原理

第二章 流量方程式中各參數(shù)的確定方法

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 流出系數(shù)

一、孔板、噴嘴的流出系數(shù)特性

二、標(biāo)準(zhǔn)孔板的流出系數(shù)

第三節(jié) 可膨脹性系數(shù)

第四節(jié) 被測(cè)介質(zhì)的物性參數(shù)

一、密度

二、黏度

三、等熵指數(shù)κ

第五節(jié) 雷諾數(shù)

第六節(jié) 壓力、溫度和密度的測(cè)量

一、壓力測(cè)量

二、溫度測(cè)量

三、密度測(cè)量

第七節(jié) 材料的熱膨脹系數(shù)

第八節(jié) 流體通過(guò)節(jié)流裝置時(shí)的壓力損失

一、孔板和噴嘴的壓力損失

二、文丘里噴嘴和經(jīng)典文丘里管的壓力損失

三、能耗計(jì)算式

四、耗能費(fèi)（年）

第九節(jié) 差壓上限值的確定

第三章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 孔板的結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求

一、孔板的結(jié)構(gòu)形式

二、孔板的取壓裝置

第三節(jié) 噴嘴的結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求

一、ISA噴嘴

二、長(zhǎng)徑噴嘴

第四節(jié) 經(jīng)典文丘里管的結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求

一、經(jīng)典文丘里管的結(jié)構(gòu)形式

二、各種類(lèi)型經(jīng)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(jié)構(gòu)形式和技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(kuò)管和突擴(kuò)管

四、漸縮管和突縮管

五、閥門(mén)

第三節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的安裝要求

一、概述

二、測(cè)量管及其安裝

三、節(jié)流件的安裝

四、差壓信號(hào)管路的安裝

第五章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置與差壓計(jì)的使用

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度計(jì)算

第五節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的選擇原則

第六節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的檢驗(yàn)方法

一、幾何檢驗(yàn)法

二、系數(shù)檢驗(yàn)法

第七節(jié) 差壓計(jì)(差壓變送器)的檢驗(yàn)

一、差壓計(jì)(差壓變送器)的技術(shù)要求

二、差壓計(jì)(差壓變送器)的檢驗(yàn)條件

三、差壓計(jì)(差壓變送器)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法

第六章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 常用設(shè)計(jì)計(jì)算命題的計(jì)算辦法

第三節(jié) 設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例

一，實(shí)例之一 被測(cè)介質(zhì)為水

二，實(shí)例之二 被測(cè)介質(zhì)為天然氣

三， 實(shí)例之三 被測(cè)介質(zhì)為水

四， 實(shí)例之四 被測(cè)介質(zhì)為過(guò)熱蒸氣

五， 實(shí)例之五 被測(cè)介質(zhì)為空氣

六， 實(shí)例之六 被測(cè)介質(zhì)為高爐煤氣

七， 實(shí)例之七 被測(cè)介質(zhì)為天然氣

八， 實(shí)例之八 被測(cè)介質(zhì)為焦?fàn)t煤氣

九， 實(shí)例之九 被測(cè)介質(zhì)為過(guò)熱水蒸氣

第七章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置偏離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的處理和測(cè)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(biāo)準(zhǔn)要求

第三節(jié) 管道布置不符合標(biāo)準(zhǔn)要求

第四節(jié) 使用條件不符合標(biāo)準(zhǔn)要求

第五節(jié) 管道粗糙度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求

第八章 其他(非標(biāo)準(zhǔn))節(jié)流裝置

第九章 流量測(cè)量的不確定度

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 流量測(cè)量不確定度的計(jì)算

第三節(jié) 流量測(cè)量不確定度計(jì)算舉例

第二篇 設(shè)計(jì)計(jì)算用圖表

第一章 通用圖表

第二章 氣體的物理性質(zhì)圖表

第三章 液體的物理性質(zhì)圖表

第四章 水和水蒸氣的物理性質(zhì)表

第五章 節(jié)流裝置的流出系數(shù)和可膨脹性系數(shù)

第三篇 節(jié)流裝置制造安裝圖

第一章 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置制造安裝圖

第二章 非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置制造安裝參考圖

第三章 差壓信號(hào)管路的安裝示意圖

參考文獻(xiàn)

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