差壓計的原理及使用方法

圖4.1 孔板附近的流速和壓力分布

1.2 流量方程

　
式中 q_m--質(zhì)量流量，kg/s;
　　 q_v--體積流量，m³/s;
　　 C--流出系數(shù)；
　　 ε--可膨脹性系數(shù)；
　　 β--直徑比，β=d/D;
　　 d--工作條件下節(jié)流件的孔徑，m；
　　 D--工作條件下上游管道內(nèi)徑，m；
　　 △P--差壓，Pa；
　　 ρl--上游流體密度，kg/m³。
　　由上式可見，流量為C、ε、d、ρ、△P、β(D)6個參數(shù)的函數(shù)，此6個參數(shù)可分為實測量[d，ρ，△P，β(D)]和統(tǒng)計量(C、ε)兩類。
　　(1)實測量
　　1)d、D 式(4．1)中d與流量為平方關(guān)系，其精確度對流量總精度影響較大，誤差值一般應(yīng)控制在±0．05％左右，還應(yīng)計及工作溫度對材料熱膨脹的影響。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定管道內(nèi)徑D必須實測，需在上游管段的幾個截面上進行多次測量求其平均值，誤差不應(yīng)大于±0．3％。除對數(shù)值測量精度要求較高外，還應(yīng)考慮內(nèi)徑偏差會對節(jié)流件上游通道造成不正常節(jié)流現(xiàn)象所帶來的嚴(yán)重影響。因此，當(dāng)不是成套供應(yīng)節(jié)流裝置時，在現(xiàn)場配管應(yīng)充分注意這個問題。
　　2)ρ ρ在流量方程中與△P是處于同等位置，亦就是說，當(dāng)追求差壓變送器高精度等級時，絕不要忘記ρ的測量精度亦應(yīng)與之相匹配。否則△P的提高將會被ρ的降低所抵消。
　　3)△P 差壓△P的精確測量不應(yīng)只限于選用一臺高精度差壓變送器。實際上差壓變送器能否接受到真實的差壓值還決定于一系列因素，其中正確的取壓孔及引壓管線的制造、安裝及使用是保證獲得真實差壓值的關(guān)鍵，這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，只有加強制造及安裝的規(guī)范化工作才能達到目的。
　　(2)統(tǒng)計量
　　1)C 統(tǒng)計量C是無法實測的量(指按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造安裝，不經(jīng)校準(zhǔn)使用)，在現(xiàn)場使用時最復(fù)雜的情況出現(xiàn)在實際的C值與標(biāo)準(zhǔn)確定的C值不相符合。它們的偏離是由設(shè)計、制造、安裝及使用一系列因素造成的。應(yīng)該明確，上述各環(huán)節(jié)全部嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其實際值才會與標(biāo)準(zhǔn)確定的值相符合，現(xiàn)場是難以完全滿足這種要求的。
　　應(yīng)該指出，與標(biāo)準(zhǔn)條件的偏離，有的可定量估算(可進行修正)，有的只能定性估計(不確定度的幅值與方向)。但是在現(xiàn)實中，有時不僅是一個條件偏離，這就帶來非常復(fù)雜的情況，因為一般資料中只介紹某一條件偏離引起的誤差。如果許多條件同時偏離，則缺少相關(guān)的資料可查。
　　2)ε 可膨脹性系數(shù)ε是對流體通過節(jié)流件時密度發(fā)生變化而引起的流出系數(shù)變化的修正，它的誤差由兩部分組成：其一為常用流量下ε的誤差，即標(biāo)準(zhǔn)確定值的誤差；其二為由于流量變化ε值將隨之波動帶來的誤差。一般在低靜壓高差壓情況，ε值有不可忽略的誤差。當(dāng)△P／P≤0.04時，ε的誤差可忽略不計。

　　差壓式流量計分類如表4.1所示。

分類原則	分 　　類 　　類　　 型
按產(chǎn)生差壓的作用原理分類	1）節(jié)流式；2）動壓頭式；3）水力阻力式；4）離心式；5）動壓增益式；6）射流式
按結(jié)構(gòu)形式分類	1）標(biāo)準(zhǔn)孔板；2）標(biāo)準(zhǔn)噴嘴；3）經(jīng)典文丘里管；4）文丘里噴嘴；5）錐形入口孔板；6）1/4圓孔板；7）圓缺孔板；8）偏心孔板；9）楔形孔板；10）整體（內(nèi)藏）孔板；11）線性孔板；12）環(huán)形孔板；13）道爾管；14）羅洛斯管；15）彎管；16）可換孔板節(jié)流裝置；17）臨界流節(jié)流裝置
按用途分類	1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置；2）低雷諾數(shù)節(jié)流裝置；3）臟污流節(jié)流裝置；4）低壓損節(jié)流裝置；5）小管徑節(jié)流裝置；6）寬范圍度節(jié)流裝置；7）臨界流節(jié)流裝置；

2.1 按產(chǎn)生差壓的作用原理分類
　　1)節(jié)流式 依據(jù)流體通過節(jié)流件使部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽芤援a(chǎn)生差壓的原理工作，其檢測件稱
　　　之為節(jié)流裝置，是DPF的主要品種。
　　2)動壓頭式 依據(jù)動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓的原理工作，如均速管流量計。
　　3)水力阻力式 依據(jù)流體阻力產(chǎn)生的壓差原理工作，檢測件為毛細管束，又稱層流流量計，一
　　　般用于微小流量測量。
　　4)離心式 依據(jù)彎曲管或環(huán)狀管產(chǎn)生離心力原理形成的壓差工作，如彎管流量計，環(huán)形管流量
　　　計等。
　　5)動壓增益式 依據(jù)動壓放大原理工作，如皮托-文丘里管。
　　6)射流式 依據(jù)流體射流撞擊產(chǎn)生原理工作，如射流式差壓流量計。