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多孔孔板流量计与标准孔板流量计的优缺点比较
发布日期:2017-8-8 10:14:29
 近年来多孔孔板流量计发展迅速,本文通过对多孔孔板和标准L板的比较,分析二者的优缺点,对节流装置用孔板的选型提供有意义的参考。
以节流装置为检测元件的差压式流量计,是历史悠久、理论与实践资料丰富、应用成熟,用量巨大的一类流量计,目前全世界的流量测量仪表中有约50%~60%使用该类型流量计,迄今它仍在不断地发展,以适应各种使用者的需求。节流装置中的标准孔板因其结构简单易于加工制造、设计计算简单、使用成熟以及价格低廉等一些优点被广泛应用,属标准节流装置系列。而多孔孔板流量计是近年来新兴的一种流量计,同属以节流装置为检测元件的差压式流量计,有些地方将该类型流量计称作平衡式流量计,国外产品中ROSEMOUNT405紧凑型孔板流量计与其极为相像,河北金牛旭阳化工有限公司的流量检测仪表使用了大量的多孔孔板流量计,以多孔孔板作为节流装置的流量计虽然名称在很多地方并不一样,但它仍属节流装置,本文对多孔孔板和标准孔板这两种节流件做一些比较,期望有益于项目选型和日常维护。
2多孔孔板流量计与标准孔板流量计的比较
①两者测量原理相同,流量公式相同,左图为一体化多孔孔板流量计外形图。多孔孔板也是一种差压式流量仪表,其工作原理与其他差压式流量计一样,都是基于密封管道中的能量转换原理在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成正比用测出的差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量。多孔孔板流量传感器是一个多孔的圆盘节流器,安装在管道的截面上,当流体穿过圆盘的节流孔时,流体将被平衡节流,涡流被最小化,形成近似理想流体,通过取压装置,可获得稳定的差压信号,根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。流量计算公式如下
②设计参数、使用范围等方面的不同如下表所示,通过比较相关数据可知,多孔孔板在某些方面的确优于标准孔板。
③标准孔板属标准节流装置,通过计算直接拿过来用就可以,不需要标定,而多孔孔板流量计目前尚不属于标准节流装置,使用前需要标定,相对而言要麻烦一些,而且在日常维护中也相对变得困难。
④虽然多孔孔板通过多孔的结构使其要求的前后直管段较标准孔板要短一些,这样可以节省下一些管道材料,但多孔的结构同样能带来负面作用。多孔孔板是在一个板上开很多孔,其在改进了一个孔阻力大的缺点的同时,带来了新的问题,就是使流体在通过多孔孔板前后强迫流体形成多股,多股流的形成不仅会使高压区域流体波动,而且对通过多孔孔板后的低压区的影响更大,因为多股流在低压区的不规则汇合必然相互干扰、跳动,就如相干效应一样,使低压区的流场紊乱,导致信号波动不稳,给测量的稳定性造成很大影响。
⑤多孔孔板在长时间流体冲刷后,每个孔都会变形和磨损,为了减少变形和磨损,一个孔的孔板在加工时国际标准中是有严格要求的,不仅有加工精度的要求,还有锐角导流,而多孔孔板孔的加工是用线切割加工的直边毛孔,既没有加工精度又没有锐角导流,这必然加剧多孔孔板在流体长时间冲刷后的变形与磨损,并且每个孔都在变形与磨损,其累积变形与磨损比一个孔的孔板大,这导致计算时的D值在使用中的变化量更大,对测量造成不确定性的更大影响,同时多L间的间距过小时,有可能在装置长周期运行中磨损时磨穿,给装置的安全性造成隐患。
⑥多孔孔板计算复杂,加工难度大,加工精度难以保证,这些都给准确测量带来了很大的不确定性。此外,因其加工的难度大,多孔孔板价格明显高于标准孔板。
通过对多孔孔板和标准孔板的比较分析,可以发现两者各有优劣,多孔孔板在要求的最短直管段、孔径比、量程比以及压力损失一些方面强于标准孔板,而标准孔板在长期使用过程中形成的结构简单、价格低廉、测量介质范围宽等优点强于多孔孔板,应根据实际的工艺条件综合考量,确定选型,但目前还是传统的标准孔板技术更成熟可靠,在能够满足工艺要求的前提下标准孔板应是首选。