孔板流量計的結(jié)構(gòu)原理

在管路上裝有一塊孔板，孔板兩側(cè)接測壓管，分別與U型壓差計相連接?？装辶髁坑嬍抢昧黧w通過銳孔的節(jié)流作用，使流速增大，壓強減小，造成孔板前后壓強差，作為測量的依據(jù)。若管路直徑為d1，孔板銳孔直徑為d0，流體流經(jīng)孔板后所形成縮脈的直徑為d2，流體密度為ρ。在界面I，Ⅱ處即孔板前測壓導(dǎo)管處和縮脈處的速度，壓強分別為u1，u2與p1，p2，根據(jù)柏努利方程式，不考慮能量損失可得：

(u22－u12)/2=(p1－p2)/ρ=gh

或(u22－u12)1/2=(2gh)1/2

由于縮脈的位置隨流速的變化而變化，截面積S2又難以知道，而孔口的面積卻是知道的，測壓口的位置在設(shè)備制成后也不改變，因此，用孔板孔徑處的u0來代替u2，又考慮到流體因局部阻力而造成的能量損失，并用校正系數(shù)C來校正。則有：

(u02－u12)1/2=C(2gh)1/2

對于不可壓縮流體，根據(jù)連續(xù)性方程式又有：

u1=u0S0/S1

則經(jīng)過整理后可得：u0=C*(2gh)1/2/[1－(S0/S1)2]1/2

令C0=C/[1－(S0/S1)2]1/2則又可以簡化為：u0= C0(2gh)1/2

根據(jù)u0和S2即可算出流體的體積流量：

Vs= u0* S0= C0 *S0*(2gh)1/2 [m3 / s]

或 Vs=C0*S0*[2gR(ρr－ρ)/ρ]1/2 [m3 / s]

式中：R—U型壓差計的讀數(shù)，[m]；

ρr—壓差計中指示液的密度，[kg / m3]；

C0—孔流系數(shù)，它由孔板銳孔的形狀，測壓口的位置，孔徑與管徑比和雷諾準(zhǔn)數(shù)共同決定，具體數(shù)值由實驗確定。當(dāng)d1/d2一定，Re準(zhǔn)數(shù)超過某個數(shù)值后，C0就接近于定值。一般在工業(yè)上定型孔板流量計都規(guī)定在C0為常數(shù)的流動條件下使用。