差压式流量计
差压式流量计的原理
差压式流量计的原理
差压式流量计是一种常见的流量测量仪器，它基于差压原理来测量流体的流量。
其原理如下：
1. 组成结构：差压式流量计由流体流经的管道和装置在管道上下游安装的两个压力传感器组成。
通常，这两个传感器被称为静压传感器和差压传感器。
2. 压力测量：当流体流经管道时，它会形成压力差，即上游和下游的压力不同。
静压传感器分别测量上游和下游的静压力，而差压传感器测量上游和下游的压力差。
3. 测量原理：差压式流量计通过测量上下游的压力差来计算流体的流量。
这是根据伯努利原理推导出的，即当流体通过管道时，其速度增加，压力将降低。
根据压力差和管道的几何属性，可以推导出流量的数学表达式。
4. 输出信号：通过将差压传感器和静压传感器的测量信号输入到流量计的处理单元中，可以计算出实时的流量值。
该值可以显示在流量计的显示屏上，并且还可以输出为标准的电信号，以便用于其他设备或控制系统。
总结起来，差压式流量计通过测量流体流经管道上下游的压力差来计算流体的流量。
其原理基于伯努利定律，并通过压力传感器和处理单元来实现流量的测量和输出。
差压式流量计常用计算公式及计算实例
差压式流量计常用计算公式及计算实例Q=C*A*√(2ΔP/ρ)
其中
Q是流量，单位为体积/时间；
C是流量计的流量系数，表示单位差压下的实际流量；
A是流体流过的管道横截面面积；
ΔP是差压（一般指二次元件测量的压差）；
ρ是流体的密度。
下面介绍一个计算实例。
假设有一台差压式流量计安装在直径为0.5米的管道上，测量水流量。
测得的差压为100千帕，水的密度为1000千克/立方米。
已知流量计的流
量系数C为0.9
首先需要计算流体通过管道的横截面面积A。
由于管道的直径为0.5米，因此半径为0.25米。
横截面面积A可以通过以下公式计算：A=π*r^2
其中，r为半径，π为圆周率，取3.14
刚才已知半径为0.25米，代入计算得到：
A=3.14*(0.25)^2=0.1963平方米
接下来，代入公式进行计算：
Q=C*A*√(2ΔP/ρ)
已知C为0.9，A为0.1963平方米，ΔP为100千帕，ρ为1000千克/立方米。
计算得到：
Q=0.9*0.1963*√(200)
Q=0.9*0.1963*14.142
Q=2.702立方米/秒
所以，在这个实例中，流量计测得的水流量为2.702立方米/秒。
需要注意的是，差压式流量计的计算公式是理论公式，实际使用时需要考虑一些修正和系数。
具体的修正和系数需要根据具体流量计的参数和使用条件进行确定。
差压式流量计
概述
介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以 及进行经济核算所必需的一个重要参数。
定义
流量大小：单位时间内流过管道某一截面的流体 数量的大小，即瞬时流量。
总量：在某一段时间内流过管道的流体流量的总 和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。
主要内容
第一部分 差压式流量计的组成及工作原理 第二部分 差压式流量计的安装注意事项 第三部分 差压式流量计的常见故障及处理 方法 第四部分 差压式流量计实际运用中的计算 第五部分 差压式流量计事故案例学习
差压式流量计常见故障处理方法
一、指示为零或很小
1.平衡阀未全部关闭或泄漏；（关闭平衡阀或更换新的阀门） 2.节流装置根部高低压阀未打开；（打开根部阀） 3.节流装置至差压计间阀门、管路堵塞；（冲洗疏通管路或
换阀） 4.蒸汽导压管未完全冷凝；（待冷凝液完全充满管道后再投
表） 5.节流装置和管道间衬垫不严密；（拧紧螺栓或更换垫片） 6.差压计内部故障；（检查调校或更换）
例题分析
举例
已知差压流量计的压差测量范围为0-25Kpa，流量测量范围为 0-12000Nm3/h，因工况原因需要将流量范围改为0-15000Nm3/h， 求此时的压差测量范围是多少？并简述我们实际检修时修改量 程主要部分？
解：设流量为15000Nm3/h时，对应的压差为X。 X/25=(15000/12000)2
求得：X=39.0625 即，此时的压差测量范围是0-39.0625Kpa 主要工作：a、将现场变送器量程范围改为：039.0625Kpa； b、将中控室的流量范围改为0-15000Nm3/h）
案例学习
锅炉蒸汽流量
案例学习
气化炉蒸汽流量
差压式流量计
差压式流量计常见故障处理方法
六、指示波动大
1.流量参数本身波动太大；（高低压阀门适当关小） 2.测压元件对参数波动较敏感；（适当调整阻尼作用）
例题分析
举例
1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m3/h ,差 压上限2500Pa。当仪表指针指在160m3/h时,求相应
差压式流量计安装
③ 任何局部阻力 (如弯管、三通管、闸阀等)均会引 起流速在截面上重新分布,引起流量系数变化。所以 在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管（前 后直管段要求前十后五）。 ④ 标准节流装置 (孔板、喷嘴) ,一般都用于直径 D≥50mm的管道中。 ⑤ 被测介质应充满全部管道并且连续流动。 ⑥ 管道内的流束 (流动状态)应该是稳定的。 ⑦ 被测介质在通过节流装置时应不发生相变。
差压式流量计常见故障处理方法
二、指示在零下
1.高低压管路接反；（检查并连接正确） 2.高压测管路泄漏或破裂；（更换三阀组或导压管
路）
差压式流量计常见故障处理方法 三、指示比正常偏低
1.高压侧管路有泄漏；（排除泄漏点） 2.平衡阀不严或未关紧（关紧平衡阀或更换新阀） 3.高压侧管路中空气未排干净（打开高压侧排污阀） 4.差压计零位漂移（调零） 5.孔板装反（重新安装）
差压变送器
差压变送器可以将差压信号Δp转换为统一标准的 气压信号或电流信号,可以连续地测量差压、液位、分 界面等工艺参数。当它与节流装置配合时,可以用来连 续测量液体、蒸汽和气体的流量。
差压式流量计取压口安装要求
（1）测量液体的流量时，应该使两根导压管内都充满同 样的液体而无气泡，以使两根导压管内的液体密度相等。
差压式流量计
概述
差压式流量计测量原理
差压式流量计测量原理
差压式流量计测量原理：
①差压式流量计基于伯努利方程与连续性方程理论通过检测流体经过节流装置时所产生的静压差来间接推算流量大小；
②节流元件通常为孔板喷嘴文丘里管等其作用在于局部收缩管道截面积迫使流体加速从而形成静压降；
③当流体流经节流件时由于流速加快根据伯努利方程可知此处静压会相应降低而在上下游直管段内流速恢复故静压回升；
④上下游之间的静压差ΔP与流速平方成正比进而与体积流量Qv质量流量Qm存在一定函数关系；
⑤通过在节流件前后安装压力引线将信号传递给差压变送器后者将微小压力变化转换为易于测量处理的电信号；
⑥变送器输出信号送入流量指示控制器进行线性化温度补偿等运算处理最终以工程单位显示流量值；
⑦为提高测量精度减少不确定度影响实际应用中需考虑流体粘度密度温度等参数变化对差压读数的影响；
⑧孔板作为最常用节流元件其安装要求十分严格包括前后直管段长度端面平面度粗糙度等因素都会影响测量结果；
⑨在蒸汽天然气水等介质流量计量中差压式流量计因结构简单维护方便测量范围广而得到广泛应用；
⑩针对高压高温腐蚀性强等恶劣工况还需选用特殊材质制造的节流元件并采取相应防护措施确保长期稳定运行；
⑪随着传感器技术计算机技术发展现代差压式流量计正朝着高精度智能化方向迈进；
⑫正确理解和掌握差压式流量计测量原理对于合理选用安装维护此类仪表具有重要意义。
差压式流量计工作原理
差压式流量计工作原理
差压式流量计是一种常用的流量测量仪器，它的工作原理是基于流体动力学原理和比例关系。
下面将详细介绍差压式流量计的工作原理。
差压式流量计由一个管道和两个测压孔组成。
当流体通过管道时，由于管道的几何形状和流体的流动速度等因素，在管道中会形成一个压力差。
为了测量压力差，需要分别在管道的两侧设置测压孔，并通过两个压力传感器来测量这两个位置的压力。
具体来说，当流体通过管道时，由于管道内部存在流速差异，流体在较狭窄的管道部分流速会加快，而在较宽阔的管道部分流速会减慢。
根据质量守恒定律，流体通过狭窄部分时的流速增加导致了压力的减小，而通过宽阔部分时的流速减小则导致了压力的增加。
因此，在管道的两侧测得的压力值将不同，形成了压力差。
差压式流量计利用这个压力差来计算流体的流量。
根据流体力学定律，当流体通过狭窄部分时的流速增加时，压力降低的程度会随之增大；而通过宽阔部分时的流速减小时，压力增加的程度也会增大。
这种关系通过一个经验公式来描述，即流量与压力差成正比。
因此，通过测量压力差可以得到流体的流量。
为了实现流量的测量，差压式流量计还需要进行一些修正，以消除压力差的影响。
这些修正是通过引入测量参数和流体性质的修正系数来实现的。
总的来说，差压式流量计的工作原理是基于测量管道两侧的压力差，利用流体力学定律和经验公式计算出流体的流量。
这种流量计是一种简单、可靠且广泛应用的流量测量仪器。
差压式流量计工作原理
差压式流量计工作原理
差压式流量计是一种常用的流量测量仪器，其工作原理基于差压原理。
它利用流体在管道中产生的差压来计算流量。
差压式流量计包含三个基本组件：测量管道、差压传感器和계산机。
首先，测量管道将流体引导到差压传感器中。
差压传感器由一个横跨管道的导管和两个压力传感器组成。
导管的作用是将流体分流，使其在两个压力传感器上形成不同的压力。
当流体通过差压传感器时，由于流体运动速度的不同，会在导管两侧产生不同的压力。
一个压力传感器位于导管较窄部分，称为"窄口压力传感器"，另一个位于导管较宽的部分，称为"宽口压力传感器"。
差压原理表明，流体通过狭窄管道时速度增加，压力降低；通过宽闊管道时速度减小，压力增加。
因此，窄口压力传感器测量到的压力较低，宽口压力传感器测量到的压力较高。
差压传感器接收到两个压力信号后，会将其转换为电信号并传送给计算机进行处理。
计算机会根据压力的差异计算流体在管道中的流量，这个差值可以通过流体力学定律获得。
最后，计算机会将计算得到的流量数据显示出来，供操作人员参考。
总结起来，差压式流量计通过测量流体在管道中产生的差压来计算流量。
利用差压传感器测量到的两个压力信号，计算机可以计算出流体的流量，并将结果显示出来。
这种测量方法简便可靠，被广泛应用于工业和实验领域。
差压式流量计
差压式流量计1. 简介差压式流量计是一种常用的流体测量设备，它通过测量流体流经管道时产生的差压来计算流量。
差压式流量计结构简单、使用方便，并且具有较高的精度和稳定性，因此被广泛应用于工业生产中的流量计量。
2. 工作原理差压式流量计根据伯努利定律和流体动量守恒定律，利用管道中的差压来测量流体的流量。
其工作原理如下：•流体经过流量计时，会受到流速的影响，导致管道内部产生差压。
•流量计通常由两个并列的管道和一个测量元件组成。
测量元件之间的差压用于计算流量。
•流体流过管道时，由于管道截面积变化或流道内有孔洞等原因，会产生速度和压力的变化。
•测量元件可通过测量差压来推断流体的流量，并将结果显示在指示器上。
3. 主要部件差压式流量计主要由以下几个部件组成：3.1 测量元件测量元件是差压式流量计的核心部件，它通常由孔板、喷嘴或流体节流装置等组成。
测量元件的选用取决于应用场景和流体性质。
•孔板：孔板是一种常用的测量元件，具有结构简单、成本低、适应性广等优点。
它通过在管道内设置一个孔洞，引起流体的压力变化。
•喷嘴：喷嘴测量元件具有高精度和较小的压力损失。
通过喷嘴内部的流道减小流体流速，产生差压。
•流体节流装置：流体节流装置通过在管道内设置节流装置，改变流体的速度和流道截面积，从而引起差压变化。
3.2 压力传感器压力传感器用于测量差压，并将其转化为电信号。
常见的压力传感器有压阻式传感器、电容式传感器和压电式传感器等。
•压阻式传感器：压阻式传感器是一种具有压阻特性的传感器，它通过测量电阻的变化来计算差压。
•电容式传感器：电容式传感器是一种利用电容的变化来测量差压的传感器。
差压引起电容的变化，从而测量差压。
•压电式传感器：压电式传感器是一种利用压电材料的特性来测量差压的传感器。
压电元件受到差压作用后，产生电荷变化，从而测量差压。
3.3 指示器指示器用于显示测量到的流量数值。
常见的指示器有机械指示器和电子指示器。
•机械指示器：机械指示器是一种通过机械结构显示数值的指示器，通常包括指针和刻度盘。
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前后直管段的要求
上游 第二 阻力 件
上游 第一 阻力 件
下游 第一 阻力 件
10D
5D
l0
l1
l2
2014-2-10
1
21
前后直管段的要求
L0
L1
L2
2014-2-10
1
22
节流件上
游侧阻流
件形式和
最小直管
段长度
直径比
单个90弯头 或只有一个支 管的三通
同平面上两个 或两个以上 90弯头
2014-2-10 1 25
计算依据
q v 0.004 C 1
C 1 4
4
d 2 P / 0.004
C 2 1
C 2 1 4
4
Hale Waihona Puke D 2 P / q m 0.004
d
2
P 0.004
D
2
P
2014-2-10
1
26
迭代公式
两类命题都不能根据上两式进行直接计算， 而要采用迭代计算方法。 重新组合流量方程，将已知值组合在方程的 一边，而将未知值组合在方程的另一边。 确定迭代变量 X 1 ，计算差值 1 迭代公式
不同平面两个 或两个以上 90弯头
渐缩管(1.5～ 3D长度内由 2D变D)
渐扩管(1～2D 长度内由0.5D 变为D)
全开球阀
全孔球阀或闸 阀全开
节流件下游最 小直管段长度 表中所有阻 流件
0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80
2014-2-10
1
4
差压式流量计家族
2014-2-10
标准节流式流量计 非标准节流式流量计 均速管流量计 浮子流量计 楔形流量计 弯管流量计 层流流量计 V锥体流量计
1 5
结构原理
将流体流量转换成差压信号，测量差压并显示流量
P + 节 流 装 置 （ 或 流 量 传 感 器 ） q P压 力 信 号
孔径 d (mm)
管径D (mm)
直径比
管道雷诺数Re
0.56, Re 5000 > 0.56, Re 160002
标准孔板
标准喷嘴
角接取压
50 D 500
0.3 0.80
0.3 < 0.44, 7×104 Re 107 0.44 0.80 2×104 Re 107 104 Re 107 2×105Re2×106 2×105Re1×106 2×105Re2×106 1.5×105Re2×106
2014-2-10 1 9
测量原理
Ⅰ
Ⅱ
u p2 u 1 2 2 2
p1
2 1
2 2
A1u1 A2 u 2
2014-2-10
u2
1
1 1
2 4
2
( p1 p2 )
10
流量公式
1、体积流量公式：
q v A0
2
2、质量流量公式：
1
p1
p2
18(9) 18(9) 18(9) 18(9) 20(10) 20(10) 22(11) 24(12) 26(13) 28(14) 32(16) 36(18) 44(22)
12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 12(6) 14(7) 14(7) 16(8) 20(10) 24(12) 30(15)
标准节流装置:
标准节流件 标准的取压装置 符合要求的节流件前后直管段
2014-2-10 1 16
导压管 取压装置 上游测量管 节流件 下游测量管
流向
2014-2-10
1
17
标准节流件
标准孔板 标准喷嘴 长径喷嘴 文丘里管 文丘里喷嘴
2014-2-10
1
18
取压方式
角接取压 法兰取压 D-D/2取压
被 测 流 量
差 压 计 （ 或 差 压 变 送 器 ）
P(q) 差 压 （ 流 量 ）
差 压 信 号 管 路
2014-2-10
1
6
研究历史
AGA（美国煤气协会）、ASME（美国机械工程师 协会）、NBS（美国国家标准局）、俄亥俄州立大 学，20世纪初开始实验； ISO颁布关于孔板和喷嘴的规定ISO/R541，1967 ， 关于文丘里管的规定ISO/R781，1968，合并后， 出版了国际标准ISO5167-1980， 1989年作了修 订， 出版了ISO5167-91 新版国际标准ISO5167-2003，分一般原理与要求， 孔板，喷嘴与文丘里喷嘴，文丘里管四个部分
文丘里管
加工收缩段 粗焊收缩段
文丘里喷嘴
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1
24
标准节流装置的计算
1、已知管道内径D与节流件孔径d、取压方式、被测 流体参数如温度t、压力P、密度、粘度、等熵指数 k、管道内壁的粗糙度K / D、材料线膨胀系数D和d 等必要条件，要求根据所测得的差压P计算被测介质 的流量。 2、已知管道内径D及管道布置情况、流量范围、被测 流体参数如温度t、压力P、密度、粘度、等熵指数 k、管道内壁的粗糙度K / D、材料线膨胀系数D和d 等必要条件，要求设计一个标准节流装置，即进行如 下工作：选择节流件形式和确定节流件开孔直径d； 选择计算差压变送器量程；推荐节流件在管道上的安 装位置以及计算流量测量总不确定度。
2014-2-10 1 12
流量公式
qv
0.004 1
4
Cd
2
P / 1
2
qm
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0.004 1
4
Cd
1
P1
13
系数确定
f (Re, ) f (k , , p2 p1 )
CE
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C 1
4
14
III IV II I I II III IV
1in
1in 1/2D
流 动方 向
D
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1
19
已标准化的标准节流装置
2014-2-10
1、角接取压标准孔板； 2、法兰取压标准孔板； 3、DD/2取压标准孔板； 4、角接取压标准喷嘴； 5、DD/2取压长径喷嘴； 6、经典文丘里管； 7、文丘里喷嘴。
1 8
修改之处：
2014-2-10
国际标准与检定规程
1、国家标准GB262481和计量检定规程JJG26782， 对角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压标准喷嘴作 了具体规定； 2、计量检定规程JJG31183，对DD/2取压孔板和长径 喷嘴作了规定； 3、检定规程JJG62189，对均速管、1/4圆孔板、锥形 入口孔板作了研究； 4、国家标准GB262493，对角接取压、法兰取压和 DD/2取压的孔板、喷嘴和文丘里管作了具体规定； 5、检定规程JJG64094，对角接取压、法兰取压和 DD/2取压的孔板、喷嘴和文丘里管，1/4圆孔板、锥形 入口孔板，偏心孔板，圆缺孔板作了具体规定。
10(6) 10(6) 10(6) 12(6) 14(7) 14(7) 14(7) 16(8) 18(9) 22(11) 28(14) 36(18) 46(23)
14(7) 14(7) 16(8) 16(8) 18(9) 18(9) 20(10) 22(11) 26(13) 32(16) 36(18) 42(21) 50(25)
qm A0 21 p1 p2
为流量系数， 称为可压缩流体的膨胀性
系数
2014-2-10 1 11
用流出系数表示时
2 K 2 qm d 2 1P Cd P1 1 4 4 1 4
C
在SI主单位中，K= 2 4 =1.11072。 按照工程上的习惯，孔径d的单位用mm，流量的 单位用m3 / h 或kg / h ，则 K= 2 4 ×3600×106 = 0.0039986，一般取 K = 0.004。
0.64
C
0.99
C 喷 嘴
0.98
流 出 系 数 C
0.3 0.4
长 径 喷 嘴
孔 板
0.5
0.63
0.97
值
孔 板 喷 嘴 长 径 喷 嘴
0.6
0.96
1.0
0.4 0.95 0.62 0.99 0.2 0.7 0.6 0.94 0.98 0.5 0.7 0.3
0.93 0.61
0.97
4(2) 4(2) 5(2.5) 5(2.5) 6(3) 6(3) 6(3) 6(3) 7(3.5) 7(3.5) 7(3.5) 8(4) 8(4)
2014-2-10
1
23
标准节流装置适用范围
节 流装 置
角接取压 D-D/2取压 法兰取压 d 12.5 50 D 1000 0.1 0.75 Re 5000＆Re 1702 D
结构分类
1、有可动部件
容积式流量计和部分速度式流量计 差压式流量计和部分速度式流量计 部分速度式流量计
2、没有可动部件
3、没有阻碍流体流动的部件
2014-2-10
1
3
差压式流量计特点