差壓式流量計(jì)分類2
差壓式流量計(jì)分類如表4.1所示。 表4.1 差壓式流量計(jì)分類表 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(dòng)壓頭式；3）水力阻力式；4）離心式；5）動(dòng)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
差壓式流量計(jì)分類如表4.1所示。
表4.1 差壓式流量計(jì)分類表
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(dòng)壓頭式；3）水力阻力式；4）離心式；5）動(dòng)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；
3.1 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?dòng)能以產(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(dòng)壓頭式 依據(jù)動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓的原理工作，如均速管流量計(jì)。
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(xì)管束，又稱層流流量計(jì)，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(jì)，環(huán)形管流量
計(jì)等。
5)動(dòng)壓增益式 依據(jù)動(dòng)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(jì)。
3.2 按結(jié)構(gòu)形式分類
1) 標(biāo)準(zhǔn)孔板 又稱同心直角邊緣孔板，其軸向截面如圖4.2所示?？装迨且粔K加工成圓形同心的具有銳利直角邊緣的薄板。孔板開孔的上游側(cè)邊緣應(yīng)是銳利的直角。標(biāo)準(zhǔn)孔板有三種取壓方式：角接、法蘭及d-d/2取壓；如圖4.3所示。為從兩個(gè)方向的任一個(gè)方向測量流量，可采用對稱孔板，節(jié)流孔的兩個(gè)邊緣均符合直角邊緣孔板上游邊緣的特性，且孔板全部厚度不超過節(jié)流孔的厚度。
圖4.2 標(biāo)準(zhǔn)孔板
圖4.3 孔板的三種取壓方式
2) 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴 有兩種結(jié)構(gòu)形式：isa 1932噴嘴和長徑噴嘴。
a. isa 1932噴嘴（圖4.4） 上游面由垂直于軸的平面、廓形為圓周的兩段弧線所確定的收縮段、圓筒形喉部和凹槽組成的噴嘴。isa 1932噴嘴的取壓方式僅角接取壓一種。
圖4.4 isa 1932噴嘴
b. 長徑噴嘴（圖4.5） 上游面由垂直于軸的平面、廓形為1/4橢圓的收縮段、圓筒形喉部和可能有的凹槽或斜角組成的噴嘴。長徑噴嘴的取壓方式僅d-d/2取壓一種。
3） 經(jīng)典文丘里管 由入口圓筒段a、圓錐收縮段b、圓筒形喉部c和圓錐擴(kuò)散段e組成，如圖4.6 所示。根據(jù)不同的加工方法，有以下結(jié)構(gòu)形式：①具有粗鑄收縮段的；②具有機(jī)械加工收縮段的；③具有鐵板焊接收縮段的。不同結(jié)構(gòu)形式的l1、l2、r1、r2與d、d的關(guān)系如表4.2所示。
4）文丘里噴嘴 由進(jìn)口噴嘴、圓筒形喉部及擴(kuò)散段組成，如圖4.7所示。
5）錐形入口孔板 錐形入口孔板與標(biāo)準(zhǔn)孔板相似，相當(dāng)于一塊倒裝的標(biāo)準(zhǔn)孔板，其結(jié)構(gòu)如圖4 . 8所示，取壓方式為角接取壓。
表4.2 l1、l2、r1、r2與d、d關(guān)系
注
粗 鑄 入 口
機(jī)械加工的入口
粗焊的鐵板入口
1
±0.25d(100mm＜d＜150mm)
l1=0.5d±0.05d l1=0.5d±0.05d
2
l2=1d或0.25d+250mm兩個(gè)量中的小者 l2≥d(入口直徑) l2≥d(入口直徑)
3
r1=1.375d+20% r1＜0.25d r1=0,焊縫除外
4
r2=3.625d至3.8d r2＜0.25d r2=0,焊縫除外
圖4.6 經(jīng)典文丘里管
圖4.7 文丘里噴嘴
圖4.8 錐形入口孔板
1一環(huán)隙；2-夾持環(huán)；3一上游端面a；4-下游端面b；
5-軸線；6-流向；7-取壓口；8-孔板；
x-帶環(huán)隙的夾持環(huán)；y-單獨(dú)取壓口
6)1/4圓孔板 1/4圓孔板與標(biāo)準(zhǔn)孔板相比只是孔口形狀不同，它的外形輪廓由一個(gè)與軸線垂直的端面，半徑r為1/4圓構(gòu)成的入口截面及噴嘴出口端面組成，如圖4.9所示。管徑小于dn40為角接取壓，大于dn40為角接取壓或法蘭取壓。
7) 圓缺孔板 其開孔為一個(gè)圓的一部分(圓缺部分)，這個(gè)圓的直徑為管道直徑的98％，開孔的圓弧部分的圓心應(yīng)精確定位，使其與管道同心，這樣可保證開孔不會(huì)被連接的管道或兩端的墊片所遮蓋，其結(jié)構(gòu)如圖4.10所示。取壓方式為法蘭取壓和縮流取壓(或稱理論取壓)。
圖4.10 圓缺孔板
8) 偏心孔板 這種孔板的孔是偏心的，它與管道同心的圓相切，這個(gè)圓的直徑等于管道直徑的98％。安裝這種孔板必須保證它的孔不會(huì)被法蘭或墊片遮蓋住，其結(jié)構(gòu)如圖4.11所示。它采用法蘭取壓和縮流取壓。
圖4.11 偏心孔板
1- 孔板開孔；2-管道內(nèi)徑；3-孔板開孔另一位置；4-孔板外徑；5-孔板厚度e；
6-上游端面a；7-下游端面b；8-孔板開孔厚度e；9-孔板軸線；10-斜角f；
11-孔板開孔軸線；12-流向；13-上游邊緣g；14-下游邊緣h、i
9) 楔形孔板 楔形孔板的結(jié)構(gòu)如圖4.12所示。其檢測件為v形，設(shè)計(jì)合適時(shí)節(jié)流件上下游無滯流區(qū)，不會(huì)使管道堵塞，取壓方式未標(biāo)準(zhǔn)化。
圖4.12 楔形流量計(jì)
1-高壓取壓口；2-低壓取壓口；3-測量管；4-楔形孔板；5-法蘭
10) 整體(內(nèi)藏)孔板 管徑小于dn50孔板可以有多種結(jié)構(gòu)形式，圖4.13所示為內(nèi)藏孔板結(jié)構(gòu)，當(dāng)管徑較小時(shí)孔板入口邊緣銳利度及管道糙度等對流出系數(shù)有顯著影響，因此按結(jié)構(gòu)幾何形狀及尺寸難以確定流出系數(shù)，小管徑孔板一般皆需個(gè)別校準(zhǔn)才能準(zhǔn)確確定流出系數(shù)。
圖4.13 整體（內(nèi)藏）孔板
(a) 直通式；（b）u形彎管式
11）線性孔板 又稱彈性加載可變面積可變壓頭孔板，如圖4.14所示。其孔隙面積隨流量大小而自動(dòng)變化，曲面圓錐形塞子在差壓和彈簧力的作用下來回移動(dòng)，孔隙的變化使輸出信號（差壓或位移）與流量成線性關(guān)系，并極大地?cái)U(kuò)大范圍度。
圖4.14 線性孔板（gilflo型節(jié)流裝置）
1-穩(wěn)定裝置；2-紡錘形活塞；3-固定孔板；4-排氣孔；5-標(biāo)定和鎖定蝸桿裝置；
6-軸支撐；7-低壓側(cè)差壓檢出接頭；8-高張力精密彈簧；9-排水孔；10-高壓側(cè)差壓檢出接頭
12）環(huán)形孔板 環(huán)形孔板的結(jié)構(gòu)如圖4.15所示。它由一個(gè)被同心固定在測量管中的圓板、三腳支架和中心軸管組成，中心軸管將上下游壓力傳送到差壓變送器。環(huán)形孔板的優(yōu)點(diǎn)是既能疏泄管道底部的較重物質(zhì)又能使管道中氣體或蒸氣沿管道頂部通過。
圖4.15 環(huán)形孔板
13)道爾管 道爾管結(jié)構(gòu)如圖4.16所示。它由40o入口錐角和15o擴(kuò)散管組成。流體首先碰到a上，再經(jīng)短而陡的錐體，到達(dá)喉部槽兩邊的兩個(gè)圓筒形部分，通過短的錐體后在f處，突然擴(kuò)大到管道中，整個(gè)長度僅是管徑的1.5-2倍，是經(jīng)典文丘里管長度的17％。道爾管產(chǎn)生的差壓比經(jīng)典文丘里管大，在高差壓下卻有低的壓損。
圖4.16道爾管
14)羅洛斯管 羅洛斯管結(jié)構(gòu)如圖4.17所示。它由入口段、入口錐管、喉部錐管、喉部和擴(kuò)散管組成。入口錐管的錐角為40o，喉部錐角為7o，擴(kuò)散管錐角為5o，上游取壓口采用角接取壓，其取壓口緊靠入口錐角處，下游取壓口在喉部長度的一半，即d／4處。
圖4.17 低壓損(lo-loss)管(羅洛斯管) 圖4.18 彎管流量傳感器
15)彎管 彎管結(jié)構(gòu)如圖4.18所示。利用管道系統(tǒng)彎頭作檢測件，無附加壓損及專門安裝節(jié)流件是其優(yōu)點(diǎn)，彎管取壓口開在45o或22.5o處，取壓口結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)孔板相同，兩個(gè)平面內(nèi)的兩個(gè)取壓口對準(zhǔn)，使其能處于同一條直線上，彎管內(nèi)壁應(yīng)盡量保持光滑。
16)可換孔板節(jié)流裝置 圖4.19所示為斷流取出型可換孔板節(jié)流裝置。在需要檢查孔板或更換孔板時(shí)，可無需拆開管道，短時(shí)間暫停管道內(nèi)被測介質(zhì)的流動(dòng)，這時(shí)就可打開上蓋，取出孔板及密封件予以檢查或更換。
圖4.19 可換孔板節(jié)流裝置
17)臨界流節(jié)流裝置 臨界流節(jié)流裝置有兩種結(jié)構(gòu)形式：圓環(huán)喉部文丘里噴嘴和圓筒喉部文丘里噴嘴，如圖4.20所示。
a．圓環(huán)喉部文丘里噴嘴 它由入口段、圓弧收縮段和擴(kuò)散段組成。入口收縮段是一個(gè)喇叭形曲面，該曲面延伸至最小斷面處(喉部)，并與擴(kuò)散段相切。在入口平面的上游，廓形沒有規(guī)定，但在每個(gè)軸向位置上，其直徑都應(yīng)等于或大于喇叭形擴(kuò)張部分的直徑。
b．圓筒形喉部文丘里噴嘴 它由入口段、圓弧收縮段、圓筒形喉部及擴(kuò)散段組成。其入口平面為入口輪廓相切且垂直于噴嘴中心線的平面。收縮段為1／4圓曲面，一端與入口平面相切，另一端與圓筒喉部相切。1／4圓曲面和圓筒喉部之間的連接應(yīng)沒有缺陷，連接要平滑。
圖4.20 臨界流節(jié)流裝置
(a)圓環(huán)形喉部文丘里噴嘴
1一壓力表；2-此處輪廓的表面粗糙度ra不超過15×10-6d，其曲面偏差不能大于±0.001d
(b)圓筒形喉部文丘里噴嘴
1一此處輪廓的表面粗糙度ra不超過15×10-6d，其喇叭形曲面及圓柱形的偏差不能大于±0.001d; 2-在圓錐擴(kuò)散段輪廓的表面粗糙度ra不超過10-4d
3.3 按用途分類
1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 iso 5167或gb／t2624中所包括的節(jié)流裝置稱為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，它們是標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、經(jīng)典文丘里管和文丘里噴嘴。在設(shè)計(jì)、制造、安裝及使用方面皆遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，可不必個(gè)別校準(zhǔn)而使用。
2)低雷諾數(shù)節(jié)流裝置 如1／4圓孔板、錐形入口孔板和雙重孔板等。
3)臟污流節(jié)流裝置 如圓缺孔板、偏心孔板和楔形孔板等。
4)低壓損節(jié)流裝置 如道爾管、羅洛斯管、彎管及環(huán)形管等。
5)小管徑節(jié)流裝置 如整體(內(nèi)藏)孔板和一體式流量變送器等。
6)寬范圍度節(jié)流裝置 如線性孔板等。
7)臨界流節(jié)流裝置 如臨界流文丘里噴嘴等。