1、 标准节流装置的设计计算要严格遵循标准节流装置设计、标准节流装置的设计计算要严格遵循标准节流装置设计、安装和使用的国家安装和使用的国家“标准标准”( GB( GBT2624T262493)93)或国际或国际“标标准准” (ISO5176(ISO51761) 1) 。按。按“标准标准”进行设计、安装、使用进行设计、安装、使用的标准节流装置，其流量与差压的关系按理论公式标定，的标准节流装置，其流量与差压的关系按理论公式标定，并有统一的基本误差、计算方法，一般不需要进行实验标并有统一的基本误差、计算方法，一般不需要进行实验标定或比对。定或比对。 节流式流量计流量的测量系统由节流装置、差压计或节流式流
2、量计流量的测量系统由节流装置、差压计或差压变送器、二次显示仪表（动圈表、自动电位差计）等差压变送器、二次显示仪表（动圈表、自动电位差计）等组成。组成。 第一节第一节 标准节流装置标准节流装置 一、一、 标准节流装置的组成与类型标准节流装置的组成与类型 标准节流装置由三部分组成：标准节流装置由三部分组成：节流件、取压装置、测量直节流件、取压装置、测量直管段（节流件前管段（节流件前10D10D，后，后5D5D）。 1.1.节流件的结构形式节流件的结构形式（1 1）标准孔板）标准孔板 标准孔板结构简单，标准孔板结构简单，加工方便，价格便宜。加工方便，价格便宜。 它的特征孔径是节流它的特征孔径是节流孔
3、前段圆筒形孔径孔前段圆筒形孔径d d。 标准孔板两侧的压力标准孔板两侧的压力差信号可以采用角接取压、差信号可以采用角接取压、法兰取压和径距取压。法兰取压和径距取压。 （2 2）标准喷嘴）标准喷嘴 标准喷嘴有两种结构形式：标准喷嘴有两种结构形式：ISA1932ISA1932喷嘴、长径喷嘴。喷嘴、长径喷嘴。 当当 d d2 2D D3 3时，还应在入口部分切除一部分圆廓形收缩时，还应在入口部分切除一部分圆廓形收缩段。其应切去的长度为段。其应切去的长度为 dl2125225. 025. 075. 02 . 02.2.取压装置取压装置(1)(1) 角接取压角接取压 分为分为环室取压环室取压和和单独钻孔
4、取压单独钻孔取压, , 上、下侧压力在节流件上、下侧压力在节流件前后端面处取出前后端面处取出 。(2) (2) 法兰取压装置法兰取压装置 上、下侧压力在连接法兰上距节流件前上、下侧压力在连接法兰上距节流件前后端面后端面25.4mm25.4mm处取出。处取出。 (3) (3) 径距取压径距取压 上、下侧压力在测量管段上距节流件前端面上、下侧压力在测量管段上距节流件前端面 和后处和后处取出。取出。 我国我国GB/T2624GB/T26249393标准中规定的标准节流装置有：标准中规定的标准节流装置有： 角接取压标准孔板、法兰取压标准孔板、角接取压标准孔板、法兰取压标准孔板、D D和和 D D取取
5、压标准孔板、角接取压标准喷嘴（压标准孔板、角接取压标准喷嘴（ISA1932ISA1932喷嘴）、长喷嘴）、长 径喷嘴（径喷嘴（D D和和 D D取压）、经典文丘里管（入口圆筒段取压）、经典文丘里管（入口圆筒段上取压和喉部取压）、文丘里喷嘴（上游角接取压和喉部取压）。上取压和喉部取压）、文丘里喷嘴（上游角接取压和喉部取压）。 212121 角 接 取 压 标 准 孔 板 的 适 用 范 围 ：角 接 取 压 标 准 孔 板 的 适 用 范 围 ：d d 1 2 . 5 m m 1 2 . 5 m m ，50mm50mmD D1000mm1000mm， 0.20.20.750.75， ReReD
6、D5510103 3（0.20.20.450.45），）， ReReD D10104 4（0.450.45）。）。 法兰取压和径距取压标准孔板的适用范围：法兰取压和径距取压标准孔板的适用范围：d d12.5mm12.5mm，50mm50mmD D1000mm1000mm，0.20.20.750.75，ReReD D126012602 2D D（D D：m m）。）。 ISA1932ISA1932喷嘴角接取压装置有单独钻孔和环室取压。喷嘴角接取压装置有单独钻孔和环室取压。 ISA1932ISA1932喷嘴的适用范围：喷嘴的适用范围：50mm50mmD D500mm500mm，0.300.300.
7、800.80，7 710104 4ReReD D10107 7（0.300.300.440.44时），时），2 210104 4ReReD D10107 7（0.440.440.800.80时）。时）。 二、适用的流体条件二、适用的流体条件 标准节流装置适用于测量圆形截面管道中的单相、均质标准节流装置适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体，即是可压缩的（气体）或认为不可压缩的（液体）牛流体，即是可压缩的（气体）或认为不可压缩的（液体）牛顿流体顿流体; ; 要求流体充满管道；流体流动是稳定的或随时间缓变的；要求流体充满管道；流体流动是稳定的或随时间缓变的；流动不可以是脉动流和旋转流，流束与管道
8、轴线平行；流动不可以是脉动流和旋转流，流束与管道轴线平行； 流体流经节流件前流动应达到充分紊流，在节流件前后一流体流经节流件前流动应达到充分紊流，在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质；流速小于音速。定距离内不发生相变或析出杂质；流速小于音速。 三、适用的管道条件三、适用的管道条件 1. 1. 管道内表面光滑的判定是应不超过表管道内表面光滑的判定是应不超过表4-14-1、表、表4-24-2给出给出的相对粗糙度上限值。的相对粗糙度上限值。 表表 4-1 4-1 标准孔扳上游管段相对粗糙度（标准孔扳上游管段相对粗糙度（K Kc/c/D D）上限值）上限值 表表 4-2 ISA19324-2 I
9、SA1932喷嘴上游管段相对粗度（喷嘴上游管段相对粗度（K Kc/c/D D）上限值）上限值 2. 2. 节流件前后应有足够长的直管段节流件前后应有足够长的直管段L L 节流件上游阻流件的形式及上下游阻力件的位置将影节流件上游阻流件的形式及上下游阻力件的位置将影响流速分布，节流孔响流速分布，节流孔d d与管道内径与管道内径D D之比之比=d=dD D（直径比（直径比）也将影响流速分布。在节流件前后有足够的直管段，不）也将影响流速分布。在节流件前后有足够的直管段，不然就保证不了测量的精确度。然就保证不了测量的精确度。 最小直管段最小直管段L L由三段长度（由三段长度（l l0 0，l l1 1，
10、l l2 2）组成，）组成，l l1 1是是节流件与上游第一阻流件之间的直管段最小长度，由第一节流件与上游第一阻流件之间的直管段最小长度，由第一阻流件形式和阻流件形式和值决定，按下表查算。值决定，按下表查算。l l0 0是上游第一阻流是上游第一阻流件与上游第二阻流件之间的直管段，由第二阻流件的形式件与上游第二阻流件之间的直管段，由第二阻流件的形式和和=0.7=0.7（无论产的实际值为多少）决定，按下表给出值（无论产的实际值为多少）决定，按下表给出值的一半计算。的一半计算。l l2 2是节流件到下游阻流件直管段的最小长度，是节流件到下游阻流件直管段的最小长度，无论上游阻流件的形式如何均决定于无论
11、上游阻流件的形式如何均决定于的值，由下表查算。的值，由下表查算。 3. 3. 适用于圆形截面管道适用于圆形截面管道 测量段管道应被流体充满。测量段管道应被流体充满。 节流件及取压装置安装在两圆形直管之间。节流件及取压装置安装在两圆形直管之间。 在所要求的整个直管段长度上，管道截面应该是圆形的，在所要求的整个直管段长度上，管道截面应该是圆形的，没有特殊要求，只是在邻近节流装置附近对管道的圆度有特没有特殊要求，只是在邻近节流装置附近对管道的圆度有特殊要求，这在殊要求，这在“标准标准”中有详细规定。中有详细规定。 对于管道的粗糙度、节流件上游对于管道的粗糙度、节流件上游10D10D、下游、下游5D5
12、D（测量直管（测量直管段），要求满足给出的相对粗糙度上限值，段），要求满足给出的相对粗糙度上限值，L L的其余部分和的其余部分和L L以远的管道可以是粗糙的。以远的管道可以是粗糙的。 四、压力损失四、压力损失 压力损失与直径比压力损失与直径比和流速（或流量）有关，通过实验可得和流速（或流量）有关，通过实验可得到它们之间的关系。对于角接标准孔板、法兰标准孔板、径距标到它们之间的关系。对于角接标准孔板、法兰标准孔板、径距标准孔板、准孔板、ISA1932ISA1932喷嘴、长径喷嘴等标准节流装置的压力损失可喷嘴、长径喷嘴等标准节流装置的压力损失可以用下式近似计算：以用下式近似计算： 五、标准节流装置
13、的误差五、标准节流装置的误差 按照按照“标准标准”进行节流装置的设计、制造、安装、使用时，进行节流装置的设计、制造、安装、使用时，其其基本误差基本误差是按照是按照“标准标准”中提供的计算公式进行计算的。中提供的计算公式进行计算的。 当设计、制造、安装、使用等环节中有违背当设计、制造、安装、使用等环节中有违背“标准标准”要求要求时，则将由此产生附加误差。时，则将由此产生附加误差。附加误差附加误差的极性与大小或修正系数的极性与大小或修正系数是通过大量实验确定的。是通过大量实验确定的。 pCC242411 第二节第二节 流量公式流量公式 流量公式就是差压和流量之间的关系式。它是通过伯努流量公式就是差
14、压和流量之间的关系式。它是通过伯努利方程和流动连续性方程来推导。利方程和流动连续性方程来推导。 一、不可压缩流体的流量公式一、不可压缩流体的流量公式 流体在管道中发生节流时，管道中各处的流速变化及压流体在管道中发生节流时，管道中各处的流速变化及压力变化情况见图所示。力变化情况见图所示。 对于一定常的流动，在截面对于一定常的流动，在截面A A和截面和截面B B处将满足流体质量处将满足流体质量守恒和能量守恒。在充分紊流的理想情况下，流体流动连守恒和能量守恒。在充分紊流的理想情况下，流体流动连续性方程和伯努利方程为续性方程和伯努利方程为由上两式解方程组，可得由上两式解方程组，可得引入如下几个参数：引
15、入如下几个参数： （收缩系数） （截面比） （取压系数）BAvdvD2/244222212121BBBBAAAvvCpvCpBAABBppDdCCv21222/dd/Dd21ppppBA可写成：可写成：所以，可得质量流量：所以，可得质量流量： 定义流量系数定义流量系数和流出系数和流出系数C C：于是，于是，不可压缩流体的流量公式为不可压缩流体的流量公式为21422ppCCvABB212422/244ppdCCvdqABBm42ABCC 41CpdCqm24124pdCqV24124 二、可压缩流体的流量公式二、可压缩流体的流量公式 为方便起见，规定公式中的密度仍使用节流件前的流体为方便起见，规
16、定公式中的密度仍使用节流件前的流体密度密度1 1，和和C C值仍取相当于不可压缩流体时的数值，而把值仍取相当于不可压缩流体时的数值，而把全部的流体可压缩性对流体系数和流出系数的影响用一个流全部的流体可压缩性对流体系数和流出系数的影响用一个流束膨胀系数束膨胀系数来考虑。当流体为不可压缩性流体时，来考虑。当流体为不可压缩性流体时，=1=1。所以流量公式可统一写成：所以流量公式可统一写成：流量公式中各量的单位为：体积流量流量公式中各量的单位为：体积流量q qV Vm m3 3/s/s；质量流量；质量流量q qm mKg/sKg/s；直径；直径d d或或D Dm m；密度；密度1 1kg/mkg/m3
17、 3；差压；差压p pPaPa。pdCqm124241pDCqm1224241124241pdCqV1224241pDCqV流量公式的实用形式流量公式的实用形式: : 流量公式中各量的单位为：体积流量流量公式中各量的单位为：体积流量q qV Vm m3 3/h/h；质量流量；质量流量q qm mKg/hKg/h；直径；直径d d或或D Dmmmm；密度；密度1 1kg/mkg/m3 3；差压；差压p pPaPa。pdCqtm1241004. 0pDCqtm12241004. 01241004. 0pdCqtV12241004. 0pDCqtV 三、标准节流装置的流出系数三、标准节流装置的流出系
18、数C C值及其不确定度值及其不确定度 对于一定形式的标准节流装置，其流量系数对于一定形式的标准节流装置，其流量系数和流出和流出系数系数C C仅与仅与和雷诺数和雷诺数ReReD D有关。当雷诺数大到一定值后，有关。当雷诺数大到一定值后，和和C C就与雷诺数值无关，趋于一定值。就与雷诺数值无关，趋于一定值。 1 1标准孔板的标准孔板的C C值及其不确定度值及其不确定度 只要所使用管道在节流件上游侧只要所使用管道在节流件上游侧10D10D长度内的粗糙度不超长度内的粗糙度不超过前节所列的限值，过前节所列的限值，C C的数值按下列公式计算。在规定条件下，的数值按下列公式计算。在规定条件下，流出系数流出系
19、数C C主要取决于主要取决于ReReD D、，即，即 C C = = f f ( (ReReD D、) )。 对于角接取压标准孔板：对于角接取压标准孔板： 对于法兰取压标准孔板：对于法兰取压标准孔板： （D D：mmmm， D D202058.6mm58.6mm）75. 065 . 281 . 2Re100029. 01840. 00321. 05959. 0DCDD3448560. 011286. 275. 065 . 281 . 2Re100029. 01840. 00321. 05959. 0DC （D D：mmmm， D D20 20 58.6mm0.60.6，ccC C = =（2
20、2-0.4-0.4）。5 . 065 . 0Re1000653. 09965. 0DC 四、标准节流装置的流束膨胀系数四、标准节流装置的流束膨胀系数值及其不确定度值及其不确定度 标准节流装置的形式确定后，其流束膨胀系数标准节流装置的形式确定后，其流束膨胀系数值决定于值决定于p p/ /p p1 1、和和值。其中值。其中是被测流体的等熵指数，对于过热蒸是被测流体的等熵指数，对于过热蒸汽可近似取汽可近似取1.31.3，对空气，对空气=1.4=1.4。 为限制流体可压缩性对流量测量的影响，标准规定节流装置为限制流体可压缩性对流量测量的影响，标准规定节流装置的的p p/ /p p1 10.250.25
21、，即，即p p2 2/ /p p1 10.750.75。 上述三种取压方式的标准孔板的上述三种取压方式的标准孔板的值是由实验确定的，可用值是由实验确定的，可用如下的经验公式计算：如下的经验公式计算： 、p p/ /p p1 1和和是已知且无误差，则标准孔板是已知且无误差，则标准孔板值的百分率值的百分率 不确定度不确定度 （概率（概率9595）为）为4 %4 %。 1435. 041. 01pp1pp 标准喷嘴的流束膨胀系数标准喷嘴的流束膨胀系数值是根据等熵流动过程直值是根据等熵流动过程直接从理论上推导出来的。由于流动过程不可能是等熵过程，接从理论上推导出来的。由于流动过程不可能是等熵过程，所以
22、存在误差，从理论上推导出计算标准喷嘴所以存在误差，从理论上推导出计算标准喷嘴的公式如的公式如下：下：其中其中 标准喷嘴标准喷嘴值的百分率不确定度值的百分率不确定度 =2 %=2 %，置信概率为，置信概率为9595。 5 . 012442111111211pppp1pp第三节第三节 标准节流装置的设计计算标准节流装置的设计计算 关于标准节流装置的计算一般包括有三类命题：关于标准节流装置的计算一般包括有三类命题： 流量计算；流量计算； 标准节流装置的设计计算；标准节流装置的设计计算； 最大差压值的计算（选配差压计问题）。最大差压值的计算（选配差压计问题）。 这三类命题在实际中最常用到的是、类命题。
23、这三类命题在实际中最常用到的是、类命题。 一、流量计算一、流量计算 流量计算的已知条件为：管道直径流量计算的已知条件为：管道直径D D2020、管道材料、管道新、管道材料、管道新旧程度，节流件前后安装阻力件情况，节流件型式、节流旧程度，节流件前后安装阻力件情况，节流件型式、节流孔径孔径d d2020、节流件材料，流体及工作压力、节流件材料，流体及工作压力p p、工作温度、工作温度t t，节，节流装置输出的差压值流装置输出的差压值p p。 要求：计算输出的差压值要求：计算输出的差压值p p对应的流量对应的流量。 思考：计算的步骤是什么？思考：计算的步骤是什么？ 要完成已知条件下的流量计算（求要完
24、成已知条件下的流量计算（求p p对应的流量对应的流量q qm m），），所依据的基本公式是流量公式：所依据的基本公式是流量公式： 从流量公式中可以看出，从流量公式中可以看出，p p、1 1、d d t t 、都是都是直接或间接已知的，而流出系数直接或间接已知的，而流出系数C C= =f f ( (，ReReD D）是未知的）是未知的（认为测量直管段相对粗糙度不超过规定的上限值）。因此（认为测量直管段相对粗糙度不超过规定的上限值）。因此不能用流量公式直接计算出所需计算的流量值。由于已知雷不能用流量公式直接计算出所需计算的流量值。由于已知雷诺数诺数ReReD D的计算公式：的计算公式：同时同时 C
25、 C = = f f ( (，ReReD D） 联联立以上三式，即求解上述代立以上三式，即求解上述代数数方程方程组组，就可以得到，就可以得到问题问题要求要求计计算的流量算的流量q qmm值值。 pdCqtm124241tmDDq4Re （）辅助计算（）辅助计算 根据已知条件，通过查表和相应的计算给出解上述方程组所根据已知条件，通过查表和相应的计算给出解上述方程组所必需的参数值，这些计算称为辅助计算。要计算的量值有：必需的参数值，这些计算称为辅助计算。要计算的量值有： 工作压力工作压力p p1 1 = = p pe e + + p p0 0 ( (p pe e 表压；表压；p p0 0 大气压力
26、大气压力) )、流、流体密度体密度1 1（p p，t t）( (查表查表) )、流体粘度、流体粘度（p p，t t）( (查表查表) )、管道、管道线膨胀系数线膨胀系数D D（查表）、节流件线膨胀系数（查表）、节流件线膨胀系数d d（查表）、流体（查表）、流体的等熵指数的等熵指数（过热蒸汽（过热蒸汽=1.3=1.3；空气；空气=1.4=1.4）；节流件工作温）；节流件工作温度下管道直径度下管道直径D D和节流件的节流孔径和节流件的节流孔径d d，即，即D Dt t、d d t t，节流件直径，节流件直径比比。20120tDDDt20120tdddtttDd,1ppf（二）迭代计算（二）迭代计算
27、 在计算流体流量时，由于流量公式中的未知数不只在计算流体流量时，由于流量公式中的未知数不只一个，且未知数之间有一定的关系，所以一个，且未知数之间有一定的关系，所以通常需用迭代通常需用迭代算法求解算法求解，迭代计算中的一个不变量：，迭代计算中的一个不变量： 迭代计算中的变量：迭代计算中的变量： 迭代方程为：迭代方程为：41212ttDpdA1ReiDiAC1,Re,iDiACffC故迭代计算流程如图所示。故迭代计算流程如图所示。 二、标准节流装置的设计计算二、标准节流装置的设计计算 这类命题是根据用户提出的已知条件以及限制要这类命题是根据用户提出的已知条件以及限制要求来求来设计标准节流装置设计标
28、准节流装置。 已知条件：被测流体及其工作压力已知条件：被测流体及其工作压力p p1 1、工作温度、工作温度t t、最大流量最大流量q qm mmaxmax、常用流量、常用流量q qm mchch、最小流量、最小流量q qm mminmin、管道内、管道内径径D D2020，管道材料、新旧程度、节流件前后管道及阻力，管道材料、新旧程度、节流件前后管道及阻力件的情况。件的情况。 限制要求：最小直管段限制要求：最小直管段L LL Lx x（实际直管段长度）；（实际直管段长度）；压力损失压力损失p pmaxmaxp px x。 要求设计计算：要求设计计算： （1 1）选定节流件的形式（类型、取压方式）
29、；）选定节流件的形式（类型、取压方式）； （2 2）选定差压计；）选定差压计； （3 3）计算）计算C C、d d2020； （4 4）计算所需最小直管段）计算所需最小直管段l l0 0、l l1 1、l l2 2，并验算，并验算 L LL Lx x（L L= =l l0 0十十 l l1 1 l l2 2）；）； （5 5）计算最大压损）计算最大压损p pmaxmax，并验算，并验算p pmaxmaxp px x； （6 6）计算基本误差）计算基本误差 对于该命题根据已知条件完成设计计算，其对于该命题根据已知条件完成设计计算，其结果不是结果不是唯一的，即满足设计已知条件可以有多种结果。唯一的
30、，即满足设计已知条件可以有多种结果。 从物理意义上看很容易理解，在被测流体的管道上安从物理意义上看很容易理解，在被测流体的管道上安装的节流件，其装的节流件，其值是可大可小的。在一定流量下，当值是可大可小的。在一定流量下，当小时，节流装置输出的差压值大；当小时，节流装置输出的差压值大；当大时，输出的差压大时，输出的差压值小。值小。 由于在已知条件中用户提出了限制要求（由于在已知条件中用户提出了限制要求（L LL Lx x，p pmaxmaxp px x），所以这种设计结果的多样性也受到了一），所以这种设计结果的多样性也受到了一定的限制，即定的限制，即是满足限制要求下的多种设计结果是满足限制要求下
31、的多种设计结果。明确明确: :设计计算是在常用流量设计计算是在常用流量q qm mchch下进行的。下进行的。 （）选定节流件的型式（）选定节流件的型式 在相同情况下，标准孔板的压力损失大于标准喷嘴、文在相同情况下，标准孔板的压力损失大于标准喷嘴、文丘利管等。丘利管等。 对于取压方式，根据对于取压方式，根据“标准标准”中提供的方式确定。中提供的方式确定。 常用的材料为不锈钢。常用的材料为不锈钢。 目前在火力发电厂常用角接标准孔板测量锅炉给水流量，目前在火力发电厂常用角接标准孔板测量锅炉给水流量，用角接标准喷嘴（用角接标准喷嘴（ISA1932ISA1932）或径距取压长径喷嘴测量过）或径距取压长
32、径喷嘴测量过热蒸汽流量。热蒸汽流量。 （二）选定差压计（二）选定差压计 选定差压计主要是确定如下内容：选定差压计的型选定差压计主要是确定如下内容：选定差压计的型号；确定差压计的满刻度流量号；确定差压计的满刻度流量q q* *mmaxmmax以及对应的最大差压以及对应的最大差压p pmaxmax。 差压计型号的选定主要取决于现有的差压计产品。差压计型号的选定主要取决于现有的差压计产品。 q q* *m mmaxmax的确定是根据用户给出的最大流量的确定是根据用户给出的最大流量q qm mmaxmax向上圆整向上圆整到规定系列值中的一个邻近值。规定的流量计满刻度系列到规定系列值中的一个邻近值。规定
33、的流量计满刻度系列值为值为 q q k ka a 10 10 n n 其中其中 a a =1=1，1.21.2，1.61.6，2 2，2.52.5，3 3，4 4，5 5，6 6，8 8；n=0 n=0 或或任意正整数或负整数。任意正整数或负整数。 例如例如 q qm mmaxmax= 230 t/h = 230 t/h 圆整到圆整到 q q* *m mmaxmax = 250 t/h = 250 t/h。 从用户提出的限制要求出发，确定出从用户提出的限制要求出发，确定出p pmaxmax的取值范围，的取值范围，在在p p的取值范围内定出的取值范围内定出p pmaxmax适当的数值。适当的数值
34、。 （1 1）满足）满足L LL Lx x时的时的p pmaxmax取值范围的确定取值范围的确定 具体方法具体方法: : 由由 l l0 0 = = f f（=0.7=0.7，上游第，上游第2 2阻力件形式）确定出阻力件形式）确定出 l l0 0值。值。取取 l l2 2=5D=5D，则，则 l l1 1= = l lx x一一l l0 0一一l l2 2，由，由l l1 1 = =f f（，上游第，上游第1 1阻阻力件形式）确定出力件形式）确定出* *。* *是最小直管段是最小直管段L L= =L Lx x 时对应的时对应的直径比。直径比。 根据最小直管段长度根据最小直管段长度L L与与的关
35、系可知，要满足的关系可知，要满足L LL Lx x 则必须使得设计确定的则必须使得设计确定的满足满足* *。通过以下计算可。通过以下计算可确定确定p pmaxmax的取值范围。的取值范围。 C = f（*，ReDch） （令（令=1=1）而而 （令（令=1=1） 显然应有显然应有 p p1 1p pmaxmax222212max1*142*tmDCqp222212maxmax142*tmDCqp（2 2）满足）满足p pmaxmaxp px x 时时p pmaxmax取值范围的确定取值范围的确定 要满足用户压力损失限制的要求时，则应有要满足用户压力损失限制的要求时，则应有 p px (x (标
36、准孔板标准孔板) ) px ( px (标准喷嘴标准喷嘴) ) 即即 p p2 2 = 2 = 2p px x ( (标准孔板标准孔板) ) p p2 2 = 3 = 3p px x ( (标准孔板标准孔板) )由此可知由此可知p pmaxmax的取值要求为：的取值要求为：p pmaxmaxp p2 2 max21pmax31p（3 3）满足最小雷诺数推荐值）满足最小雷诺数推荐值ReRe* *DminDmin时的时的p pmaxmax取值范围的确取值范围的确定定 令令ReReDminDmin= = ReRe* *DminDmin（* *），估算相应的），估算相应的* *值。对于角接标值。对于角
37、接标准孔板来说，待设计的准孔板来说，待设计的值应有值应有 * * ；对于标准喷；对于标准喷嘴来说，在嘴来说，在0.350.350.60.6范围内应有范围内应有 * * ；在；在0.60.60.750.75范围内应有范围内应有 * * ，在，在0.750.750.80.8范围内应有范围内应有 * * 。通过下面计算可确定。通过下面计算可确定p pmaxmax的取值的取值范围。范围。 C = f（*，ReDch） （令=1） 222212max3*142*tmDCqp而而 （令（令=1=1） 则应有则应有 p p3 3p pmax max （角接取压标准孔板）（角接取压标准孔板） p p3 3 p
38、 pmaxmax （0.350.350.60.6，角接取压标准喷嘴），角接取压标准喷嘴） p p3 3 p pmaxmax （0.60.60.750.75，角接取压标准喷嘴），角接取压标准喷嘴） p p3 3 p pmaxmax （0.750.750.80.8，角接取压标准喷嘴），角接取压标准喷嘴） 222212maxmax142*tmDCqp（4 4）可压缩流体满足）可压缩流体满足 0.250.25（即（即 0.750.75）时的）时的p pmaxmax取值范围的确定取值范围的确定 设设p p4 4=0.25=0.25p p1 1，则应有，则应有 p pmaxmaxp p4 4 对于此项限制
39、，在确定对于此项限制，在确定p pmaxmax时，可暂不考虑，只是在时，可暂不考虑，只是在确定确定p pmaxmax后再进行检验是否满足上述要求即可。后再进行检验是否满足上述要求即可。 （5 5）不可压缩流体满足流体流经节流件不发生汽化（不发）不可压缩流体满足流体流经节流件不发生汽化（不发生相变）要求的生相变）要求的p pmaxmax取值范围的确定取值范围的确定 设设 p p5 5p p1 1（1.21.21.31.3）p ps s （p ps s为当时温度下的饱和压力）为当时温度下的饱和压力） 则应有则应有 p pmaxmaxp p5 5 1pp12pp 在确定在确定p pmaxmax时，如
40、果出现矛盾的情况，则要适当放宽已时，如果出现矛盾的情况，则要适当放宽已知条件中的限制要求。知条件中的限制要求。 最后确定最后确定p pmaxmax的值时，要考虑选择差压值满量程规定的的值时，要考虑选择差压值满量程规定的系列值，这些系列值包括：系列值，这些系列值包括：1 1，1.61.6，2.52.5，4 4，6 61010n n，其，其中中n n为为0 0或正、负整数。或正、负整数。 选择连续可调量程的差压计更容易满足限制要求。选择连续可调量程的差压计更容易满足限制要求。 （三）设计计算：（三）设计计算： 设计计算的任务主要是：设计计算的任务主要是：算出算出C C、压力损失、压力损失p pma
41、xmax、最小直管段、最小直管段L L的具体数值以及节流装置的基本误差。的具体数值以及节流装置的基本误差。 确定确定p pmaxmax值后，常用流量对应的差压值后，常用流量对应的差压p pchch应为：应为： 在常用流量在常用流量q qm mchch和差压和差压p pchch下，利用相关的公式进行设计下，利用相关的公式进行设计计算。涉及到的公式有：计算。涉及到的公式有： max2max*pqqpmmchchchtmchpdCq124241,1ppfchC = f (，ReDch） （1 1）辅助计算）辅助计算 辅助计算的过程与流量计算的辅助计算过程大致相同。辅助计算的过程与流量计算的辅助计算过
42、程大致相同。 查出以下量：流体密度查出以下量：流体密度(p p1 1，t t）、管道线膨胀系数）、管道线膨胀系数D D、管道粗糙度管道粗糙度K Kc c、节流件材料线膨胀系数、节流件材料线膨胀系数d d、流体等熵指数、流体等熵指数（过热蒸汽（过热蒸汽=1.30=1.30；空气；空气=1.40=1.40）、流体的动力粘度）、流体的动力粘度（p p1 1，t t）。）。 、 值及以下量：值及以下量： 1ppchtcDK20120tDDDttmchDchDq4RetmDDqminmin4Re（2 2）迭代计算）迭代计算 迭代计算中的不变量迭代计算中的不变量A A为：为： 迭代计算中的变量为迭代计算中
43、的变量为C C、，故有，故有 所以，所以， 迭代方程为：迭代方程为： mchchtqpDA1224AC24125. 02221CADchiiiCAfCRe,125. 021212,1125. 021212ppCAfchiii迭代结束的终结判据为：迭代结束的终结判据为： Z Z n n=1=11010-n-n ，一般，一般n5n5。 计算流程计算流程: : niiiiZACA241 标准节流装置流量测量的不确定度标准节流装置流量测量的不确定度 标准节流装置的流量测量误差是用置信概率标准节流装置的流量测量误差是用置信概率9595时时的不确定度来估计的。质量流量测量的不确定度计算公式的不确定度来估计
44、的。质量流量测量的不确定度计算公式如下：如下： （1 1） 流出系数和流束膨胀系数的不确定度流出系数和流束膨胀系数的不确定度 和和 ： 其其估算方法上节已述。估算方法上节已述。 2242244221212dDCqdDCmqm5 . 021214141ppCC（2 2）节流件孔径的不确定度）节流件孔径的不确定度 ： 一般在按照标准规定的方法实测的情况下，按置信一般在按照标准规定的方法实测的情况下，按置信概率概率95%95%估算，最大值估计为估算，最大值估计为0.07%0.07%。（3 3）管径的不确定度）管径的不确定度 ： 在按标准规定实测的情况下，按置信概率在按标准规定实测的情况下，按置信概率
45、95%95%估算，估算，的最大值估计为的最大值估计为0.4%0.4%，若所用的，若所用的D D为管径的公称尺寸，为管径的公称尺寸，则最大值估计为则最大值估计为2%2%。 ddDD（4 4）差压测量值的不确定度）差压测量值的不确定度 ： 按变送器和差压计的精确度等级来估计差压测量误差。一按变送器和差压计的精确度等级来估计差压测量误差。一般认为差压计的最大绝对误差般认为差压计的最大绝对误差3 3倍于差压计测量倍于差压计测量p p的标准的标准偏差。根据差压计的精确度等级估算出置信概率偏差。根据差压计的精确度等级估算出置信概率95%95%时的时的值：值： = = （差压计允许绝对误差）。（差压计允许绝
46、对误差）。 （5 5）密度值的不确定度）密度值的不确定度 ： 查表计算查表计算 pppp32p111第四节第四节 流量测量的补偿流量测量的补偿 一、补偿的原因一、补偿的原因 标准节流装置是在一个确定工况（设计工况）下设标准节流装置是在一个确定工况（设计工况）下设计的，当实际工况偏离设计工况，因实际工况下的参数计的，当实际工况偏离设计工况，因实际工况下的参数C C、，不同于仪表刻度所使用的参数，故显示仪，不同于仪表刻度所使用的参数，故显示仪表显示的流量将不是被测流量值。表显示的流量将不是被测流量值。 二、补偿方法二、补偿方法1. 1.流量示值的压力、温度修正流量示值的压力、温度修正mkmkJsm
47、ssmsJmkqbqqpKqpKqmkqmsq流量仪表的显示值；流量仪表的显示值；被测流量值。被测流量值。2 2、自动补偿、自动补偿 在线测量时，自动取得现时的工况参数（温度、压力、差在线测量时，自动取得现时的工况参数（温度、压力、差压）后，由仪表自动进行流体密度或其他参数值的计算。压）后，由仪表自动进行流体密度或其他参数值的计算。 举例：举例： 1 1、直径、直径D=760mmD=760mm的抽水管道，采用标准孔板测量抽出的抽水管道，采用标准孔板测量抽出水的流量，孔板的开孔直径比水的流量，孔板的开孔直径比 ， 管道内压力管道内压力 ，设计时水温，设计时水温 ，孔板，孔板前后测得差压前后测得差
48、压 ，试确定：在冬天平均温度，试确定：在冬天平均温度 ，在夏天平均温度，在夏天平均温度 时，由温度偏时，由温度偏离设计值引起的流量测量相对误差（已知：离设计值引起的流量测量相对误差（已知：88时水密时水密度度 ，2020时时 水密度，水密度，2828时时 水密度）。水密度）。 4 . 0MPa7 . 0p02tkPa3p81t282t3kg/m10003kg/m2 .9983kg/m64.996 2. 2. 用标准节流装置测量过热蒸汽流量，用标准节流装置测量过热蒸汽流量， 已知设已知设计条件：最大流量计条件：最大流量512.5T/h512.5T/h、最大差压、最大差压40kPa40kPa、过、过热蒸汽压力热蒸汽压力17.0MPa17.0MPa、过热汽温、过热汽温540(540(设计密度设计密度为为51.177kg/m3)51.177kg/m3)。试求当过热蒸汽压力为。试求当过热蒸汽压力为16MPa16MPa、过热汽温过热汽温500(500(运行密度为运行密度为51.840 kg/m3)51.840 kg/m3)，产生，产生差压为差压为32 kPa32 kPa时，只考虑蒸汽密度修正，管内实时，只考虑蒸汽密度修正，管内实际过热蒸汽流量为多少？际过热蒸汽流量为多少？ 发电机冷却水流量孔板发电机冷却水流量孔板
