孔板流量计如何工作
孔板流量计用一片薄板把管道收窄来测量流量。通过小孔的流动加快、压力下降,两个取压口之间的压差就能让变送器算出流量。
发生的顺序
流体进入
→
孔板
→
缩流
→
读出压差
孔板流量计用一片薄板把管道收窄来测量流量。通过小孔的流动加快、压力下降,两个取压口之间的压差就能让变送器算出流量。
它是测量流量最古老、最简单的方法之一。一片带标定孔口的锐边薄板被螺栓固定在管道中,流体通过它产生的压降与流量大小直接相关。
从外面看,它不过是管道里的一对法兰。真正测量的过程——流动收缩成缩流断面、两个取压口感知压力——全在内部,剖面图能把原理讲清楚。
流体经上游管道而来,遇到中央只有一个锐边小孔的薄板。
由于小孔比管道小得多,流体必须挤着通过。要让同样多的液体过去,它就得在小孔里流得更快。
流动一旦加快,压力就会下降。于是孔板下游的压力低于上游——孔板两侧出现了压差。
上游的高压取压口与下游(或缩流断面处)的低压取压口接到差压变送器。它测出这个压差,而压差随流量的平方增长。
变送器已知孔板的尺寸和形状,便把压差换算成流量——流得越快,它读到的压差就越大。
它刻意制造一个压降。流动穿过小孔时加快、压力下降,而上游与下游压力之差与流量的平方成正比。
这是流体流动的基本规律(伯努利原理):流体流得越快,压力越低。孔板迫使流体加速,于是压力下降。
它是射流最细之处,位于孔板下游不远处,流动在这里收缩到最紧。低压取压口常设在此附近,以获得最可靠的读数。
它没有活动部件,便宜又结实,原理人人能画出来。正是这份简单,使它尽管有更新的替代品,至今仍被广泛使用。
孔板会永久增加阻力,浪费泵的能量;而锐利边缘会被磨蚀性流体磨损,使读数慢慢改变,需要重新标定。