差壓式流量計是目前工業(yè)生產中檢測氣體、蒸汽、液體流量經(jīng)常用的一種檢測儀表。據(jù)統(tǒng)計,在石油化工廠、煉油廠以及一些化工企業(yè)中,所用的流量計約70%~80%是差壓式流量計。
它因為檢測方法簡單,沒有可動部件,工作可靠,適應性強,可不經(jīng)實流標定就能保證一定的精度等優(yōu)點,廣泛應用于生產流程中。
差壓流量計主要由三個部分組成。第一部分為節(jié)流裝置,它將被測流量值轉換成差壓值;第二部分為信號的傳輸管線;第三部分為差壓變送器,用來檢測差壓并轉換成標準電流信號,由顯示儀顯示出流量。
差壓式流量計是發(fā)展較早,研究比較成熟且比較完善的檢測儀表。
目前國內外已把工業(yè)中常用的孔板、噴嘴、文丘利噴嘴和文丘利管四種節(jié)流裝置標準化,稱為“標準節(jié)流裝置”。此外在工業(yè)上還應用著許多其他形式的節(jié)流裝置。
流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時,在節(jié)流裝置前后的管壁處,流體的靜壓力會產生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。
具有一定能量的流體才可能在管道中流動。在管道中流動的流體所具有的靜壓能和動能,在一定條件下互相轉換,在忽略阻力損失的情況下參加轉換的能量總和不變。
節(jié)流裝置是差壓式流量計的核心裝置。它包括節(jié)流件、取壓裝置以及前后相連的配管。當流體流經(jīng)節(jié)流裝置時,將在節(jié)流件的上、下游兩側產生與流量有確定關系的差壓。
所謂“標準節(jié)流裝置”就是在某些確定的條件下,規(guī)定了節(jié)流件的標準形式以及取壓方式和管道要求,無需對該節(jié)流裝置進行單獨標定,也能在規(guī)定的不確定度(表征被測量的真值在某個測量范圍內的一種估計)范圍內進行流量測量的節(jié)流裝置。
標準節(jié)流件包括標準孔板、標準噴嘴和文丘里管。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化(系列化、通用化及標準化)程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數(shù),也可測量其它參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為:節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標準化程度分為二大類:標準的和非標準的。
所謂標準檢測件是只要按照標準文件設計、制造、安裝和使用,無須經(jīng)實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標準檢測件是成熟程度較差的,尚未列入國際標準中的檢測件。
差壓式流量計是一類應用較為廣泛泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來,由于各種新型流量計的問世,它的使用量百分數(shù)逐漸下降,但目前仍是比較重要的一類流量計。
選擇使用差壓式流量計時,對于流體的性質和狀態(tài)必須要求滿足以下幾個條件:
1、流體必須充滿管道和節(jié)流裝置,并連續(xù)地流經(jīng)管道。
2、流體在流經(jīng)節(jié)流件以前,流束是平行于管道軸線的無旋流。
3、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、1微米的膠體,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,但其密度應取平均值 。
4、流體流量不隨時間變化或變化非常緩慢。
5、流體流經(jīng)節(jié)流件時不發(fā)生相交。