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节流式流量计是一类典型的差压式流量计，根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸测量流量的仪表。节流式流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和流量显示仪表）组成。
节流式流量计按其标准化程度分为标准型和非标准型两大类，如图1-4-27所示。所谓标准节流装置是指按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流校准即可确定其流量值并估算流量测量误差，非标准节流装置目前结构参数尚未统一，使用之前需要进行实流标定。
图1-4-27 节流式流量计分类
（1）流体通过节流装置的流速分布
充满管道的流体流经管道内的节流件时，流束将在节流件处形成局部收缩，流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差，节流件前后的差压Δ p 与流量 q V之间有一定的函数关系。
（2）流量方程式
①不可压缩流体流量的计算公式
②可压缩流体流量的计算公式
式中 ε ——被测介质的膨胀系数，对于液体 ε =1，气体、蒸气等可压缩流体 ε <1；
q V ——流体的体积流量，m 3 /s；
q m ——流体的质量流量，kg/s；
d ——工作状况下节流件的等效直径比，m；
Δ p ——差压，Δ p = p 1 - p 2 ，Pa；
ρ ——工作状况下，节流件（前）上游处流体的密度，kg/m 3 ；
C ——流出系数，无量纲；
β ——直径比，无量纲， β = d / D 。
通常称GB/T 2624.1～4（ISO5167.1～4）所列节流装置为标准节流装置。GB/T 2624规定的标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴（ISA1932喷嘴）、长径喷嘴、文丘里喷嘴及文丘里管。
（1）标准孔板
标准孔板是一块具有圆形开孔、与管道同心、直角入口边缘锐利的薄板。用于不同的管道内径和各种取压方式的标准孔板，其几何形状相似。孔板的轴向截面如图1-4-28所示。图中 A 、 B 、 E 、 e 、 F 、 G （ H 、 I ）及 d 的表面粗糙度及公差的要求，见GB/T 2624标准。
图1-4-28 标准孔板
（2）经典文丘里管
经典文丘里管由入口圆柱段A、圆锥收缩段B、圆柱形喉部C以及圆锥扩散段E组成，如图1-4-29所示。其内表面为一个对称于管道轴线的旋转表面。基于经典文丘里管的圆锥收缩段B内表面与喉部的相交外廓形可分为3种形式：粗铸收缩段文丘里管、加工收缩段文丘里管、粗焊铁板收缩段文丘里管。
经典文丘里管入口段A的直径和管道内径 D 相同，该段上开有取压孔，长度一般取 D 。圆锥形收缩段B、圆柱形喉部C，扩散段E的尺寸及锥角如图1-4-29所示，其中扩散段角度推荐为7°～8°之间。扩散段E的最小直径不小于喉部直径 d ，最大端直径可等于或小于管道内径 D 。
图1-4-29 经典文丘里管
（3）标准喷嘴（ISA1932）
ISA1932喷嘴由两个圆弧曲面构成的入口收缩部分及与之相接的圆柱形喉部组成。用于不同管道内径的标准喷嘴，其结构形状相似。对ISA1932喷嘴的入口平面A、进口圆弧曲面B和C、圆柱形喉部E、出口边缘f和保护槽F、喷嘴轴向长度等各部分尺寸标准有严格的规定，详见GB/T 2624.3。
（4）长径喷嘴
长径喷嘴有两种形式，一种为高比值喷嘴（0.25≤ β ≤0.80），一种为低比值喷嘴（0.2≤ β ≤0.5）。重合区域（即当 β 介于0.25和0.5时），两者均可使用。
（5）文丘里喷嘴
文丘里喷嘴由收缩段、圆筒形喉部和扩散段构成。入口收缩段与标准喷嘴相同，喉部由长度为0.3 d （与标准喷嘴的E长度相同）和长度为（0.4～0.45） d 的圆柱段组成。其上开有负压取压孔。扩散段与喉部的连接不必圆滑过渡，扩散角≤30°。扩散段的长度对流出系数的影响不大，只影响压力损失，因此，可像文丘里管一样将其截短，形成截尾扩散段。
（1）取压方式
节流式流量计的输出信号为节流件前后取出的差压信号。不同的取压方式，取得的差压值不同，对同一个节流件，其流出系数也不同，标准孔板常用的取压方式包括角接、法兰及 D - D /2取压，如图1-4-30所示。
图1-4-30 各取压方式位置关系
（2）标准取压装置
标准取压装置是国家标准中规定的装置，根据取压方式不同，采用不同的取压装置取压。
①角接取压装置 角接取压装置可以采用环室与夹紧环（单独钻孔）取得节流件前后的差压，其结构如图1-4-31所示。
图1-4-31 环室与夹紧环结构
②法兰取压装置 法兰取压装置由两个带取压孔的取压法兰组成，如图1-4-32所示。
图1-4-32 法兰取压装置结构
（1）流出系数
流量测量节流装置中的流出系数 C 和膨胀系数 ε 为两个重要的参数，其相关公式如表1-4-16所示。
表1-4-16 标准节流装置的流出系数及其不确定度
（2）膨胀系数
各种标准节流装置的膨胀系数的计算公式及其不确定度如表1-4-17所示。
表1-4-17 标准节流装置的膨胀系数及其不确定度
节流式流量计的安装要求包括管道条件、管道连接情况、取压口结构、节流装置上下游直管段长度以及差压信号管路的敷设情况等。
安装应严格按照GB/T 2624标准的规定执行。
（1）测量管及其安装
测量管是指节流件上下游直管段，包括节流件夹持环及流动调整器（使用时），典型的测量管如图1-4-33所示。测量管为节流装置的重要组成部分，其结构及几何尺寸对进入节流件流体的流动状态具有重要影响。对于测量管及其安装应注意直管段管道内径的确定方法；直管段的直度和圆度；直管段的内表面状况；直管段的必要长度；节流件夹持环；流动调整器。
图1-4-33 测量管
（2）节流件的安装
①垂直度 节流件应垂直于管道轴线，其偏差允许在±1°之间。
②同轴度 节流件应与管道或夹持环（采用时）同轴。节流件的轴线与上下游侧测量管轴线之间的距离（或称偏心率） e C 与取压管轴线的平行分量 e C1 及垂直分量 e Cn 应满足式（1-4-32）、式（1-4-33），此时流出系数 C 无附加不确定度。
如 e C1 在式（1-4-34）范围内，则流出系数 C 的不确定度应加±0.3%的附加不确定度。
如 e C1 和 e Cn 在式（1-4-35）范围，则认为不符合标准文件（GB/T 2624）的要求。
③节流件前后测量管的安装离节流件2
D
以外，节流件与第一个上游阻流件之间的测量管，可由一段或多段不同截面的管道组成，如图1-4-34所示。下游管道内径与上游测量管的内径平均值之差，应不超过内径平均值的±3%。若
h
s
≤±0.3%
D
，则对流出系数可用参比条件下的精度。若
h
s
≫±0.3%
D
，并且
，式中
β
=
d
/
D
，
h
s
=
D
1
-
D
。则对流出系数的精度应附加±0.2%的不确定度。
图1-4-34 管道台阶检验
（3）差压信号管路安装
差压信号管路是指节流装置与差压变送器（或差压计）的导压管路，安装应注意如下事项。
①取压口 取压口一般设置在法兰、环室或夹持环上，当测量管道为水平或倾斜时取压口的安装方向如图1-4-35所示。当测量管道为垂直时，取压口的位置在取压位置的平面上，方向可任意选择。不同温度条件下取压接头的安装如图1-4-36所示。
图1-4-35 取压口位置安装示意
图1-4-36 管道安装取压接头示意图
注：取压孔边缘应整齐，为直角或稍加倒圆，无毛刺、卷刃及其他缺陷。
②导压管 导压管的材质应按被测介质的性质和参数确定，其内径不小于6mm，长度应在16m以内，各种被测介质在不同长度时导压管内径的建议值，如表1-4-18所示。导压管应垂直或倾斜敷设，其倾斜度不小于1: 12，黏度高的流体，其倾斜度应增大。
表1-4-18 导压管的内径和长度
（4）差压信号管路的安装
根据被测介质的性质和节流装置与差压变送器（或差压计）的相对位置，差压信号管路分为几种安装形式。
①被测流体为清洁液体时，信号管路的安装方式如图1-4-37所示。
图1-4-37 被测流体为清洁液体的信号管路安装示意图
②被测流体为清洁干气体时，信号管路的安装方式如图1-4-38所示。
图1-4-38 被测流体为清洁干气体的信号管路安装示意图
③被测流体为水蒸气时，信号管路的安装方式如图1-4-39所示。
图1-4-39 被测流体为水蒸气的信号管路安装示意图
④被测流体为清洁湿气体时，信号管路的安装方式如图1-4-40所示。
图1-4-40 被测信号为清洁湿气体的信号管路安装示意图
工程实际应用中，有时并不满足GB/T 2624的安装条件。在这种情况下，选用非标准节流装置。下面介绍几种常用的非标准节流装置。
（1）V锥流量计
V锥流量计由测量圆管、V形锥体组成。测量圆管内，将V形锥体同轴安装在测量圆管的中心轴线上。V形锥体是由具有同一圆形底面的两个平截头圆锥体构成。迎流的平截头圆锥体为差压锥，其后的平截头圆锥体是压力恢复锥，如图1-4-41所示。
图1-4-41 V锥流量计原理结构示意图
①原理 V锥流量计的计算公式与标准节流装置的公式相同，均遵循式（1-4-28）～式（1-4-31），不同的是V锥流量计的特殊结构是按其直径比 β 的计算，在V锥流量计中 β 称为等效直径比，计算公式为
式中 D ——上游测量管道的内径，m；
d ——V形锥体最大横截面的直径，m。
②特点 与孔板流量计相比，V锥流量计具有以下特点。
a. 仪表前后必需的直管段长度较短，一般上游只需3 D ，下游只需1 D 就可满足测量要求。
b. 精度较高，为±（0.5～2）%；范围度较宽，可达（10: 1）～（14: 1），差压输出值重复性±0.1%。
c. 压损较小。
d. V锥体后缘产生旋涡较小，差压信号信噪比高，适合小差压测量。
（2）楔形流量计
楔形流量计是由楔形传感器、双法兰取压装置和差压变送器组成的节流式流量计，如图1-4-42所示。根据楔形节流件与管道的连接方式，楔形流量传感器的结构可分为：分离式，多用于管径小于50mm的场合；整体式，多用于管径大于50mm的场合。
图1-4-42 楔形流量计结构
①原理 楔形流量计的计算公式如式（1-4-37）所示，
式中 D ——管道直径，mm；
Δ p ——差压，kPa；
ρ ——密度，kg/m 3 ；
k ——仪表系数，通过实验标定得出。
②特点 楔形流量计的节流件为V形的楔形件，其主要特性如下。
a. 适合于测量泥浆、煤焦油沥青、煤水悬浮液以及其他高黏度流体。
b. 很低的管道雷诺数情况下（甚至低至 Re =500时），流量与差压之间仍保持平方根关系。
c. 经单独标定的楔形流量计可达±0.5%测量精确度。
d. 结构简单，安装、使用和维修方便。
e. 用耐腐蚀材料加工楔形节流件，可测量腐蚀性介质。
（3）弯管流量计
弯管流量计是利用流体流过一个90°弯头时在弯管内外侧产生的压力差Δ p 测量流量的节流式流量计，由一个90°弯管和差压计组成，如图1-4-43所示。
图1-4-43 弯管流量计
①原理 按照强制旋流理论，可以求得通过90°弯管的流体体积流量为
式中
C
——流量系数
；
α ——考虑实际流速分布与强制旋流的差别采用的系数，其数值取决于取压口的位置。
②特点
a. 安装简单、维修方便、成本低廉。
b. 无压力损失、运行能耗低。
c. 适用范围大，可以用于液体、气体和蒸汽流量测量，也可用于测量腐蚀性液体、矿浆、泥浆和纸浆等脏污介质的流量；弯管流量计可以测量高温、高压介质的流量以及大口径、大流量测量。
d. 弯管流量计的特殊结构，可吸收管道的拉、压应力，使运行安全。
但弯管流量计不适合测量小流量，且流量测量范围较小。