差压式(亦称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。它是目前工业生产中测最流量最成熟.最常用的仪表之一。差压式流量计由节流装置、引压管和差压计所组成,如图2-47所示。
1、节流装置:所谓节流装置,就是设置在管道中能使流体产生局部收缩的节流元件和取压装置的总称。当管道中的流体流经节流元件时、便在其前后两侧产生压力差,旦压力差与流体流量之间存在某一稳定的关系、由此可进行流量的测量。
2、节流原理流体在有节流装置的管道中流动时,在节流装置前后的管壁处。流体的静正力产生差异的现象称为节流现象。具有一定能最的流体,才可能在答道中形成流动状态。流动流体的能是有两种形式,即静压能和动能。因流体有讨力面具有节压能、又因流体有流动速度而具有动能。这两种形式的能量在一定的条件下可以互相转化。但是,根据能量守便定律,在没有外加能量的情况下,流体所其有的静压能和动能,再加上克服流动阻力的能基损失,其总利是不变的。图2-48表示在孔板前后流体的速度与讨力的分布情况。
流体在管道截面前,以一定的流速v1流动,此时静压力为p1。在接近 节流装置时,由于遇到节流装置的阻挡,区近管页处的流体受到节流装置的阻挡作用最大,因而使一部分动能转换为静压能 、出现了节流装置入口端面靠近管壁处的流体租压力升高 ,并且比管道中心处的压力要大, 邵在节流装置入口端面处产生一称向压差。这一径向压养使流体产生径向附加速度,从而使靠近管束处的流体质点的流向就与管道中心轴线相逢斜,形成了流束的收缩运动。由于惯性作用,流桌的最小截面并不在孔板的孔处,而是经过和孔板后仍继续收缩,到截面II处达到最小,这时流速最大,达到vs: .随后流东又逐渐扩大,至戴面III后完全复原,流速便降低到原来的数值。
即v3 - v1
节流装置造成流体流束的局部收缩,使流体的流速发生了变化,即动能发生了变化。与此同时,表征注体静压能的静压力也发生变化。在I截面有分压力P’1。到达截面下时,流速增加到最大值,静压力则降低到最小值p’12,而后又随着流束的恢复而逐渐恢复。由于在孔板端面处,流束越面突然缩小与扩大,使流体形成局部耗-部分能耗,同时注体流经孔板时,要克服座流力,所以流体的郁压力不能内复到原来的数值p1,而产生了压力损失 δp=P’1 - P’3
节流装置前流体压力较高,称为正压,以"+"标志:节流装置后流体压力较低,称为负压(注意不要与真空混淆),常以“-”标志。节流装置前后正差的大小与流量有关。管道中流体流量趋大,在节流装置前后产生的压差也越大,因此只要测出孔板前后两侧压差的可表示流体大小,这就是节流装置测量流量的基本原理。