差壓式流量計測量原理與特點介紹

差壓式流量計測量原理與特點介紹 

    流體在有節流裝置的管道中流動時，在節流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產生差異的現象稱為節流現象。節流裝置包括節流元件和取壓裝置。節流元件是使管道中的流體產生局部收縮的元件，常用的節流元件有孔板、噴嘴和文丘利管等，下面以孔板為例說明節流現象。
    在管道中流動的流體具有動能和位能，在一定條件下這兩種能量可以相互轉換。而根據能量守恒定律，流體所具有的靜壓能和動能，再加上克服流動阻力的能量損失，在沒有外加能量的情況下，其總和是不變的。圖示在孔板前后流體的速度與壓力的分布情況。流體在管道截面I 前，以一定的流速v流動。此時的靜壓力為P；。在接近節流裝置時，由于遇到節流裝置的阻擋，使靠近管壁處的流體受到節流裝置的阻擋作用最大，因而使一部分動能轉換為靜壓能，出現了節流裝置人口端面靠近管壁處的流體靜壓力升高，并且比管道中心處的壓力要大，即在節流裝置人口端面處產生一徑向壓差，這一徑向壓差使流體產生徑向附加速度，從而使靠近管壁處的流體質點的流向與管道中心軸線相傾斜，形成了流束的收縮運動。由于慣性作用，流束收縮最小的地方不在孔板的開孔處，而是在開孔處的截面11 處。根據流體流動的連續性方程，截面ＩＩ處的流體的流動速度最大，達到ｖ２。隨后流束又逐漸擴大，至截面ＩＩＩ后則完全恢復平穩狀態，流速便降低到原來的數值，即ｖ１＝ｖ３。
    由于節流裝置造成流束的局部收縮，使流體的流速發生變化，即動能發生變化。與此同時，表征流體靜壓能的靜壓力也在變化。在截面I 處，流體具有靜壓力Ｐ１。到達截面ＩＩ時，流速增加到最大值，靜壓力則降低到最小值Ｐ２，而后又隨著流束的恢復而逐漸恢復，由于在孔板端面處，流通截面突然縮小和擴張，使流體形成局部渦流，要消耗一部分能量，同時流體流經孔板時，要克服摩擦力，所以流體的靜壓力不能恢復到原來的數值Ｐ；，而產生了壓力損失￡＝Ｐ１-Ｐ２。節流裝置前流體的壓力較高，稱為正壓，常以“+ ' ，標志；節流裝置后流體壓力較低，稱為負壓（不同于真空度的概念），常以“一”標志。節流裝置前后壓差的大小與流量有關。管道中流動的流體流量越大，在節流裝置前后產生的壓差也越大，只要測出孔板前后壓差的大小，即可反映出流量的大小，這就是節流裝置測量流量的基本原理。
    值得注意的是：要準確地測量出截面I 與截面ＩＩ處的壓力Ｐ１和Ｐ２是有困難的，這是因為產生最低靜壓力Ｐ２的截面ＩＩ的位置隨著流速的不同會改變，事先根本無法確定。因此，實際上是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓點，來測量流體在節流裝置前后的壓力變化。因而所測得的壓差與流量之間的關系，與測壓點和測壓方式的選擇是緊密相關的。

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