孔板流量计原理及计算过程

在流体的计量领域，流量计的应用非常广泛。其中，孔板流量计是一种被广泛使用的流量计。

孔板流量计不仅能够测量液体的流量，还能够测量气体的流量。本文将主要介绍孔板流量计的原理及其计算过程。

孔板流量计原理

孔板流量计是基于孔板原理来测量流体流量的一种流量计。孔板指的是在管道中安装一个孔板，在流体通过孔板时，流体受到孔板的阻力，并产生差压。通过差压的变化来计算流量。

孔板可以安装在水平、垂直或倾斜的管道中，并且适用于各种液体和气体。另外，它不仅可以用在现场测量，也可作为工厂计量的标准流量计。

孔板的阻力如何产生差压？

在孔板的周边，流体的流速逐渐加速，流速越快，压力越低。孔板的中央，由于受到孔板的阻挡，导致流速变慢，所以中心处的压力相对较高。

因此，在孔板的两侧会形成压强差，即造成差压。同时，“卡曼涡街”现象将形成一个螺旋状流动，孔板前端产生的压力波会向远方传播，这就是孔板流量计的差压信号源。

孔板流量计通过两个传感器（一般为压力变送器）来测量流体通过孔板的压力差值。差压传感器通常安装在管道的上下流两侧，可以直接测量孔板前后的压力差，进而得到流体的流量。

孔板流量计的计算公式

在孔板流量计的流量计算中，液体和气体的计算公式不同。

液体（常用）

Q = C√(ΔP/ρ)。

其中Q表示流量，单位为m3/h。

C表示流量系数（孔板的型号和材料决定），是一个常数。

ΔP表示压差，单位为Pa。

ρ表示液体的密度，单位为kg/m3。

气体（ISO5167标准）

Q = C(κ/κ-1)ΔP√(T/ρ) (1)。

其中Q表示流量，单位为m3/h。

C表示流量系数（孔板的型号和材料决定），是一个常数。

κ表示多元气体绝热膨胀系数，一般取为1.4。

ΔP表示压差，单位为Pa。

T表示气体温度，单位为K。

ρ表示气体密度，单位为kg/m3。

孔板流量计的使用与维护

为了获得准确、稳定的流量测量值，需要根据安装检查表正确地安装孔板流量计。在实际使用中，还需注意以下事项：

1.确保孔板流量计处于很好的工作状态，即传感器必须完好，压力接头的密封和紧固件必须完好。

2.孔板安装的位置要有一定的准确度，主管道内径测量要精确、安装孔板尺寸要正确以及确保孔板流通截面的平直性。

3.用于安装孔板流量计的管道必须保持清洁，无钢渣、油脂或其它小杂质，以免对孔板的磨损或阻塞造成影响。

在使用过程中，建议按照生产厂家的要求进行预防性维护和校准。多数孔板流量计都需要定期检查，有些甚至还需要更换。对于使用稳定的孔板流量计，则需要定期校准并保存运行记录以供参考。

总结

孔板流量计是一种非常常见的流量计，可以用于测量各种流体的流量，包括液体和气体。通过阻力和差压原理，孔板流量计可以测量管道中流体的流量。

在测量过程中需要考虑多个因素，如安装位置的大小、孔板类型和材料以及流体密度等。因此，需要根据要测量的流体来选择合适的孔板流量计，并实施正确的安装和维护，以保证获得准确稳定的流量测量，从而更好地应用于工业生产。