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差壓式流量計(jì)是指在管道內(nèi)安裝孔板，測(cè)量因流量大小不同而在孔板前后產(chǎn)生的差壓，從而求出流量的儀表。差壓式流量計(jì)又稱為孔板流量計(jì)。
由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于液體、氣體、蒸汽任意一種的測(cè)量，因此早期就開(kāi)始作為工業(yè)用流量計(jì)廣泛使用。理論上可以根據(jù)伯努利定理求得差壓和流量的關(guān)系，但實(shí)際上由于存在種種誤差，所以一般使用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算兩者間的關(guān)系。在日本有JIS標(biāo)準(zhǔn)。
差壓流量計(jì)的測(cè)量原理
差壓流量計(jì)的測(cè)量原理
如圖所示，在斷面為圓形的水平管道中心安裝垂直于流體的孔板。假設(shè)理想流體充滿了管道，圖中上游PH點(diǎn)和下游PL點(diǎn)截面之間，由伯努利公式和流體連續(xù)性方程式得出公式（1）和公式（2）。
從以上兩個(gè)公式中得出的通過(guò)孔板的體積流量Q（m³/S）是:
由于實(shí)際流體具有黏性，同時(shí)考慮到對(duì)壓縮性流體的應(yīng)用，所以在實(shí)用公式中使用孔板的橫截面積πd²/4來(lái)代替F2，體積流量Qv（m³/S）如下:
根據(jù)Qm＝Qvρ1得出質(zhì)量流量Qm（kg/s）如下:
層流與紊流
差壓流量計(jì)的流量與差壓的關(guān)系為: 層流時(shí)成比例特性，紊流時(shí)成平方特性。
通過(guò)計(jì)算出雷諾數(shù)Red來(lái)辨別層流與紊流狀態(tài)。雷諾數(shù)小于2320時(shí)為層流，大于2320時(shí)為紊流。一般的差壓流量計(jì)是在紊流狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量的。
紊流狀態(tài)下流量與差壓的關(guān)系
雷諾數(shù)Red的計(jì)算公式
雷諾數(shù)Red的實(shí)用公式
雷諾數(shù)Red的計(jì)算實(shí)例
- 20℃的水，以15m³/h的流量在內(nèi)徑為50mm的管中流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)為:
Red=3.54×15×1000/50/0.01=1.062×105
此值顯然在紊流范圍內(nèi)。
流速分布
如下圖所示，層流與紊流管內(nèi)流速分布不同。
孔板種類
孔板的種類很多，其中代表性的為右圖中的同心直角邊緣孔板。除此之外，還有噴嘴式、文丘里式。另外還有JIS標(biāo)準(zhǔn)以外的1/4圓孔板、圓筒孔板等。如下圖所示。
雖然對(duì)含有沙子和固態(tài)物質(zhì)的流體，可使用偏心孔板和圓缺孔板。但JIS標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有這些類型，所以省略圖解。
孔板孔徑的計(jì)算
質(zhì)量流量Qm的計(jì)算公式（公式5）與孔板的種類無(wú)關(guān)，可通用。但是流量系數(shù)α受孔板種類和差壓測(cè)得位置的影響，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到直徑和雷諾數(shù)的關(guān)系。
如下圖所示，孔板的面積比為β²＝（d/D）²，該值大于雷諾數(shù)Red值時(shí)流量系數(shù)α為一定。一般的情況下，α在一定范圍中變化。
求孔板口徑
確定孔板的種類。
常用流量及差壓。
將上述公式（5）代入以下公式、首先計(jì)算公式右邊。
根據(jù)雷諾數(shù)的函數(shù)α反復(fù)計(jì)算得出β²，zui終得到孔板口徑d。
參考數(shù)據(jù): 流量系數(shù)α和雷諾數(shù)Red的關(guān)系（舊數(shù)據(jù)）
流量系數(shù)和雷諾數(shù)的關(guān)系（參考用）
孔板的結(jié)構(gòu)選定
| 孔板種類 | 用途 | 特點(diǎn) |
| 同心直角邊緣孔板 | 通用 | 形狀簡(jiǎn)單、容易制作、價(jià)格低、流量系數(shù)小、壓損大 |
| 噴嘴式孔板 | 高溫流體、 | 機(jī)械強(qiáng)度大、流量系數(shù)大（端口的1.6倍）、測(cè)量泥狀流體性能強(qiáng)、比文丘里管壓損大 |
| 高壓和高速流體 | ||
| 文丘里管型 | 低壓損流體 | 壓損?。▏娮斓?/4～1/6）、耐久性強(qiáng)、沉淀堆積少，價(jià)格高 |
| 孔板 | ||
| 1/4圓孔板 | 低雷諾數(shù)流體 | 雷諾數(shù)小時(shí)的流量系數(shù)變化小、圓筒孔板的補(bǔ)充 |
| 圓筒孔板 | 微量流體 | 用于微量流量，1/4圓孔板的補(bǔ)充，預(yù)估誤差大 |
差壓流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
氣體差壓流量計(jì)的代表性結(jié)構(gòu)實(shí)例如右圖所示。調(diào)節(jié)閥前后的壓力通過(guò)導(dǎo)壓管和三閥組引導(dǎo)至差壓變送器。從差壓變送器輸出變送信號(hào)4-20mA或20～100kPa。使用時(shí)應(yīng)確認(rèn)三閥組的差壓變送器的零點(diǎn)。
氣體流量的壓力補(bǔ)償
氣體的密度是隨壓力和溫度而變化的。因此，當(dāng)使用條件和設(shè)計(jì)條件不同時(shí)有必要進(jìn)行補(bǔ)償。
測(cè)量流體為氣體時(shí)，根據(jù)波義耳-查理定律得出密度ρ1、可用前述公式（5）進(jìn)行溫度壓力的補(bǔ)償運(yùn)算。
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展會(huì)城市：杭州市展會(huì)時(shí)間：2026-05-14