圆缺孔板、楔形流量计在脏污流体计量中的应用

　　一、圆缺孔板流量计

　　1.测量原理

　　圆缺孔板是垂直于管道轴线安装的下面带有圆缺切口的薄平隔板，与标准孔板相同，前边缘是尖锐的，其背面削割成30°～45°的角度， 差压直接在圆缺孔板前后两点取出。取压方式可采用法兰或角接、理论取压法。圆缺孔板材料与标准孔板一样，要有一定的厚度，入口边缘要求尖锐、无毛刺等;圆缺孔板孔径与管道内径差为0.1D，目的是防止安装时孔被法兰挡住。

　　2.计算

　　圆缺孔板的设计计算与标准孔板一样，其不同之处在于圆缺孔板求的是它的开孔高度a而不是直径。 圆缺孔板的优点是在雷诺数的较大范围内流量系数接近恒定，其允许范围为5×103～2×106，当雷诺数Re→∞时流量系数也不会发生变化。 适用管道直径为50mm≤D≤500mm， 截面比0.1≤m≤0.5， 但当管道直径在 (500～2000)mm范围时，也允许使用圆缺孔板，此时可在流量系数的标准误差值上再算术相加±0.25%的附加误差。当流体的雷诺数高于一定值时，其流量系数在光滑管道时仅与截面比有关，在圆缺边缘完全尖锐的情况下，流量系数与管径无关。 对不同的截面比，管道直径和雷诺数用实验的方法确定，其结构尺寸、厚度、粗糙度等均与孔板相同。圆缺孔板的开孔对入口边缘不尖锐的敏感性比标准孔板要低得多， 被测介质膨胀系数ε可采用标准孔板的数值。 永久压力损失比标准孔板略高，但可近似按标准孔板压力损失考虑。

　　流量系数α可根据 《流量测量节流装置设计手册》(孙淮清等，化学工业出版社，2005年第2版)中的表格中的值进行选取，也可按下式计算：

　　α=0.6057+0.2214m2+0.1944m4

　　3.应用

　　笔者所在的钢铁企业会使用很多的高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气， 以前测量大多采用圆缺孔板，其效果比用标准孔板好。 一般钢铁企业连续生产的周期长， 很难定期停下来检修计量装置， 特别是总管道往往是口径较大且清洗一次十分困难。 在清洗我公司部分使用时间较长的圆缺孔板时发现， 精心设计并加工、 检验准确的圆缺高度仍然被杂质所堆积。 因此在使用中特别强调要尽可能定期清洗， 加强维护， 这样基本上能满足用户对计量的要求。

　　二、楔形流量计

　　1.测量原理

　　楔形流量计根据伯努利公式，利用流体在流动过程中遵守能量守恒定律，即动能和静压能之和不变，以流体通过起节流作用的楔时产生压差的原理而进行流量测量。 楔形件由两块平板(一般为不锈钢)制作而成，这两块平板在临界角上焊接在一起，然后插入槽内，差压引出管在位于楔形片中心两边等距离的地方。当流体流经V形节流块时， 流通面积减少， 流速增大，静压减小，从而产生静压力差。而压差的平方根与流量成正比。 测得压差即可求得管道中的流量。 楔形流量计的流量公式为