
【化】 orifice meter; orifice(flow) meter; orifice-plate flowmeter
孔闆流量計(Orifice Plate Flowmeter)是一種廣泛應用于工業過程流量測量的差壓式流量儀表。其核心原理是通過測量流體流經管道中特定開孔(孔闆)時産生的壓力差來計算流量。以下是其詳細解釋:
定義
孔闆流量計由安裝在管道中的一塊中心帶圓孔的薄闆(孔闆)、取壓裝置及差壓變送器組成。流體流經孔闆時,在孔闆前後産生壓力差(ΔP),該壓差與流體流量之間存在确定關系。
英文對照:An orifice plate flowmeter consists of a thin plate with a concentric circular hole installed in a pipeline, pressure tapping points, and a differential pressure transmitter. The pressure drop (ΔP) generated across the orifice plate is proportional to the flow rate.
工作原理
基于伯努利方程(Bernoulli's Equation)和連續性方程(Continuity Equation)。流體通過孔闆時流速增加、靜壓降低,通過測量孔闆上下遊的壓差,結合流體密度、孔闆孔徑與管道直徑比(β)等參數,計算體積流量(Q)或質量流量(m)。
流量公式:
$$ Q = C cdot frac{pi d}{4} cdot sqrt{frac{2 Delta P}{rho (1 - beta)}} $$
其中:
孔闆(Orifice Plate)
通常為不鏽鋼材質,開孔邊緣需保持尖銳(Sharp Edge)以确保測量精度。根據取壓方式不同,分為角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓等類型。
英文對照:A circular plate with a precisely machined central hole, typically made of stainless steel.
取壓裝置(Pressure Tappings)
用于獲取孔闆上遊(高壓側)和下遊(低壓側)的壓力信號。常見方式包括角接鑽孔(Corner Taps)、法蘭取壓(Flange Taps)和D-D/2取壓(Radius Taps)。
英文對照:Openings located upstream and downstream of the orifice plate to transmit pressure signals to the differential pressure transmitter.
差壓變送器(Differential Pressure Transmitter)
将壓差信號轉換為标準電信號(如4–20 mA),傳輸至控制系統或顯示儀表。
技術優勢
局限性
典型應用領域
安裝需嚴格遵循标準(如ISO 5167或GB/T 2624),确保:
孔闆流量計憑借标準化程度高、可靠性強的特點,在工業流量測量中占據重要地位。其設計、安裝和使用需嚴格遵循國際/國家标準,并結合流體特性優化選型,以實現精确計量。
參考來源:
孔闆流量計是一種基于差壓原理的傳統流量測量儀表,主要用于工業領域的氣體、液體和蒸汽流量監測。以下是其詳細解析:
孔闆流量計由标準孔闆與差壓變送器、溫度/壓力變送器等組成,通過測量流體流經節流裝置前後的壓差來計算流量。其曆史可追溯至古羅馬時期,用于測量居民用水量,現代工業中則廣泛應用于石油、化工、冶金等領域。
優點 | 缺點 |
---|---|
結構簡單,成本低 | 壓損較大,影響管道效率 |
測量精度高(±1%~2%) | 安裝需足夠直管段(通常≥2D) |
適用範圍廣(-50℃~550℃) | 長期使用後孔闆可能磨損,需定期維護 |
如需更完整的參數(如公稱直徑、壓力範圍),可參考國際标準ISO 5167或企業技術文檔。
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