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孔板流量计使用中的误差问题分析介绍
发布日期:2017/11/3 9:01:52
孔板是过程流量检测仪表的种节流装置,由于其具有悠久的应用历史,在使用中建立了完善的设计、计算、规格、选型数据库表并形成了标准规范。工程设计中孔板作为种标准的节流元件得到广泛的应用,是工程人员进行流量检测设计的方案。
  孔板流量计测量原理
  孔板用于过程流量检测,是基于流体力学中的理想流体传输性而制造出来的节流元件。
  理想流体伯努利方程:Z1+P1/ρ1g+V12/2g= Z2+P2/ρ2g+V22/2g+hf
  Z1 、Z2 是节流元件前后取压点距离基准平台的垂直度所产生的压力水头;
  P1 、P2 是节流元件前后管线内介质的静压力;
  V1、V2 是节流元件前后介质的平均流动速度;
  ρ1、ρ2是节流前后介质的密度,理想流体可看做节流前后密度不变为 ρ;
  hf   为节流元件造成的流体水头损失,在标准节流元件标准化安装过程中可忽略不计。
  根据以上公式及符号定义整理可得:
  (V22 —V12)/2g=( P1 —P2)/ρg + (Z1 — Z2 )
  根据流体的流量守恒定律知节流元件前后的流体流量相等:
  Q1=Q2 ;Q1= V1S1,Q2 = V2S2,
  由此可以得出节流元件的平均流速为:V2= V1 S1/ S2
  式中S1、S2分别为管线及节流元件的流通横截面积,由管线的通径和节流孔板开孔大小可以计算得出。
  由此可以得出节流元件之前流体的平均流速:
  V12= [( P1 —P2)/ρg + (Z1 — Z2 )]2g S22/(S12- S22 ) ;
  实际使用中,节流元件前后取压点到基准平台的垂直距离保持致,因此
  (Z1 — Z2 ) =0  由此上述公式可以化简为:
  V1 =√(P1 —P2 )√(2S22/(S12- S22 )ρ
  =K√(P1 —P2 );
  式中K=√(2S22/(S12- S22 )ρ在标准孔板安装后的使用中保持基本恒定可看做常数为流量系数,在工程设计计算中计算得出。
  由上公式可知流体的流速与节流元件前后的压差的开平方成正比,只要我们检测出节流元件前后的压差值,就可以得到介质的平均流速,由此可以计算出流体的体积流量,这就是节流孔板能够测量流体流量的原理。
  孔板流量计使用中的误差响
  由以上孔板流量计的测量原理可以看出,是在假设些条件恒定保持不变的情况下,才能实现孔板前后压差的开平方与流体的流速成正比。因此在实际工程使用中,这种限制条件能否保持恒定是保证孔板流量计测量是否准确的要因素。为此我们在设计、安装以及使用维护中都需进行相应的工作。
  K的响
  为保证流量系数K保持恒定,工程设计中对于介质的密度要求准确,因此在孔板选型过程中要提供流体正常使用中的温度、压力、密度、组分等参数。如果现实使用中这些参数偏离选型参数过大,则需要对流量系数重新进行数值修正。大多数装置的生产都会按照工程设计时的参数来进行,且在线流过程检测对于参数的精度要求不是很苛刻,因此这种对孔板流量系数的修订实际生产中并不多见。如果孔板流量计用于物料的计量检测中,则需进行流体流量系数的补偿措施,常见的就是使用温压补偿措施来进行流量系数数值修订。

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