第一节节流式流量检测如果在管道中安置一个固定的阻力件，它的中间是一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件的小孔时，由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。

它与流量(流速)的大小有关，流量愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流量。

把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流件。

作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。

标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管，如图9.1所示。

对于标准化的节流件，在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序；可直接按照标准制造、安装和使用，不必进行标定。

标准节流装置9.1 图圆缺喷特殊节流件也称非标准节流件，如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4嘴等，他们可以利用已有实验数据进行估算，但必须用实验方法单独标定。

特殊节流件主要用于特殊；介质或特殊工况条件的流量检测。

目前最常见的节流件是标准孔板，所以在以下的讨论中将主要以标准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。

一、检测原理设稳定流动的流体沿水平管流经节流件，如刚在节流件前后将产生压力和速度的变化，流在截面1处流体未受节流件影响，所示。

9.2，流体静压力为p，束充满管道，管道截面为A11?是经节，流体密度为平均流速为v2。

截面11，A流件后流束收缩的最小截面，其截面积为2?。

图，流体密度为，平均流速为压力为Pv222中的压力曲线用点划线代表管道中心处静9.2流体的静压力压力，实线代表管壁处静压力。

充分地反映和流速在节流件前后的变化情况，流体向中心在节流件前，了能量形式的转换。

．9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况图处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。

然后流束扩加速，至截面2处。

由于涡流区的存在，导致流体能量张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3?。

P不等于原先静压力p，而产生永久的压力损失损失，因此在截面3处的静压力13p设流体为不可压缩的理想流体，在流经节流件时，流体不对外作功，和外界没有热处沿管中心的流线、2能交换，流体本身也没有温度变化，则根据伯努利方程，对于截面1 有以下能量关系：22ppvv10201020???（9-1）??2221?????。

由于流速分布的不均匀，因为是不可压缩流体，则2处平均流速与截面1、21管中心的流速有以下关系：vCv,v?v?C）（ 9-222110120处流速分布不均匀的修正系数。

1、2式中C，C为截面2112??v为能量其损失的能量为，考虑到实际流体有粘性，在流动时必然会产生摩擦力，22损失系数。

处的能量关系可写成：在考虑上述因素后，截面1、222?ppCC222102021v?v?v??）（9-3 212??222根据流体的连续性方程，有??vAvA? 9-4）（2211?，(9-2)-A 。

／A ，收缩系数联解式=A／。

又设节流件的开孔面积为A 定义开口截面比m=A 0210）可得式（9-421??p?pv?9-5）（20210?2222??mC?C?12的位置随流速而变，而实际取压点的位置是固定的；另外实际取2因为流束最小截面压是在管壁取的，所测得的压力是管壁处的静压力。

考虑到上述因素，设实际取压点处取??p和pp和p需引入一个取压系得的压力为时，用它代替式(9-5)中管轴中心的静压力，122010?数，并且取p?p2010??）（9-6??p?p12??p???pp，并根据质量流量的定义，可写出质量流量与差压）的将上式代入（9-512关系：??A0????qvA2?p）9-7（2m22222??mC??C12?为令流量系数???? 9-8）（2222??mCC??12于是流体的质量流量可简写为??p2q??A 9-9）（0m体积流量为2?p??Aq）（9-10 0?对于可压缩性流体，考虑到气体流经节流件时，由于时间很短，流体介质与外界来不及可压缩性流体的流量公式与不可压缩性这样，进行热交换，可认为其状态变化是等熵过程，流体的流量公式就有所不同。

但是，为了方便起见，可以采用和不可压缩性流体相同的公??并规只是引入一个考虑到流体膨胀的校正系数称可膨胀性系数，式形式和流量系数，，?定节流件前的密度为，则可压缩性流体的流量与差压的关系为1???p2q??A1m0（9-11）2??p?q?A0v?1?=1式中可膨胀性系数￡的取值为小于等于1，如果是不可压缩性流体，则。

9-11）成为流量方程，也称流量公式。

式（? C在实际应用时，流量系数来表示，它们之间的关系为：常用流出系数4???C?1）（9-12d??，称为直径比。

这样，流量方程也可写成：式中D?AC0?p2q??1m4??1 9-13 ）（?AC20p??q v?4??11二、标准节流装置后直管段。

取压装置和符合要求的前、节流装置包括节流件、节流件前后的测标准节流装置是指节流件和取压装置都标准化，量管道也符合有关规定。

它是通过大量试验总结出来的，装置一经设计和加工完毕便可直接投入使用，无需进行单独标定。

这意味着，在标准节流装置的设计、加工、安装和使用中必须严格按精量的量，以行保证流测进数程求术照规定的技要、规和据度。

下面以标准孔板为例介绍标准节流装置的结构、特性和安装等的技术要求及规程：标准孔板9.3 图(1)标准节流件——孔板标准孔板是一块具有与管道轴线同心的圆形开孔的、两面平整且平行的金属薄板，其剖面图如图9.3所示。

它的结构形式和要求如下(详见标准GB／T2624—93)：1)标准孔板的节流孔直径d是一个很重要的尺寸，在任何情况必须满足d?12.5mm d0.20??0.75D同时，节流孔直径d值应取相互之间大致有相等角度的四个直径测量结果的平均值，并要求任一单测值与平均值之差不得超过直径平均值的士0.05％。

节流孔应为圆筒形并垂直于上游端面A。

2)孔板上游端面A的平面度(即连接孔板表面上任意两点的直线与垂直于轴线的平面之间的斜度)应小于0.5％，在直径小于D且与节流孔同心的圆内，上游端面A-4的粗糙度必须小于或等于10d；孔板的下游端面B无需达到与上游端面A同样的要求，但应通过目视进行检查。

3)节流孔厚度e应在O.005D与O.02D之间，在节流孔的任意点上测得的各个e值之间的差不得大于O.001D；孔板厚度E应在e与0.05D之间(当50mm≤D≤64mm时，E可以等于3.2mm)，在孔板的任意点上测得的各个E值之差不超过0.001D；如果E>e，孔板的下游侧应有一个扩散的圆锥表面，该表面的粗糙度应达到上游端面A的要求，圆锥面的斜角F为45土15。

4)上游边缘G应是尖锐的(即边缘半径不大于0.0004d)，无卷口、无毛边，无目测可见的任何异常；下游边缘H和I的要求可低于G，允许有些小缺陷。

上游边缘用不采的节流件应准取压装置不同(2)标同形式的取压装置。

对于标准孔板，我国国家规定，标准的取压方式有角接取压法、法兰取压法D D一取压法。

和2角接取压角接取压的取压口位于上、下游1)孔板前后端面处，取压口轴线与孔板各相应端面隙口环半或取压直间距等于取压口径之的之间宽度之半。

取压口可以是环隙取压口和单独钻孔。

当采用环和b.9.4中的a.取压口，分别如图管穿通圆整个周上隙常压隙取时，通要求环在道，或者每个夹持环应至少由四个开孔与管道内部连通，每个开孔的中心线彼此互成等角度，而2；当采用单独钻孔取12mm每个开孔面积不小于°与管道轴线90压时，取压口的轴线应尽可能以相交。

显然，环隙取压由于环室的均压作用，便于测出孔板两端的平稳差压，有利于提高测量精度，但是夹持环的加工制造和安装要求严格。

当时，一般采用单独钻孔取压。

环隙管径D>500mm10mm～宽度或单独钻孔取压口的直径口通常取4 角接取压口9.4 图之间。

．D取压D一2)法兰取压和2D取压装置是没有取压口的管段，以及法兰取压装置是没有取压口的法兰，D一2为保证取压口的轴线与节流件断面的距离而用来夹紧节流件的法兰，如图9.5所示。

D ll取压一图中的法兰取压口的间距是分别从节流件上、下游端面量起，而、D 212llll的取值见下表。

取压口的最小直口的间距都是从节流件上游端量起。

、、2211径可根据偶然阻塞得可能及良好的动态特性来决定，没有任何限制，但上游和下游取压口应具有相同的直径，并且取压口的轴线与管道轴线相交成直角。

l l、9-1 取压口间距的取值表21节流装置上游及下游侧的节流装置应安装在符合要求的两段直管段之间。

直管段(3)l上游第；)分为如下三段：节流件至上游第一个局部阻力件，其距离为直管段(如图9.5所示1l l。

节流件至下游第一个局部阻力件，距离为一与第二个局部阻力件，距离为标准节流20ll l、、装置对直段管的要求如下：201直管段应是有恒定横截面积的圆筒形管道，用目测检查管道应该是直的。

1)的内表面相对平均粗10D2)管道内表面应该清洁，无积垢和其他杂质。

节流件上游度应符合有关规定。

节流装置上、下游侧最短直管段长度随上游侧阻力件的形式和节流件的直径比而3)实际应用时建议采用比所规定的长度更表中所列长度是最小值，9-2。

异最短直管段长度见表调节流量的阀门应位于节流装置的下游。

如果直管段长度的直管段。

表中的阀门应全开，如果在流％的附加不确定度。

O.5用表中括号内的数值时，流出系数的不确定度要算术相加±l可则在第一个和第二个阻力件之间的长90°弯头外)，装置上游串联了几个阻力件(除全为0??串联几个取表中数值的一半，不论实际值是多少按第二个阻力件的形式，并取)=0.7(l°弯头时。

=O900如图9.59.1例所示，设阀门为全开闸阀，管道直径D=300mm，孔板开孔直径d=120mm，ll l的长度。

、、试确定直管段201??d/D?120/300?0.4解直径比由表9-2查得ll l=1/2×=14D，20D =6D，201把D=300mm，代入，即可求得各直管段长度：ll l=1800mm=4200mm =3000mm 201三、节流式流量计节流式流量计是基于节流装置的一种流量检测仪表，也称差压型流量计。

它由节流装置(节件和取压装置)、引压导管、差压计和显示仪表组成，框图如图9.6所示。

图9.6 节流式流量计框图??2qq?p?Kq，通过引压导管送到差压计。

节流装置把流体流量转换成差压vmm1?I?K?p，差压计进一步将差压信号转换为电流显示仪表把接收到的电流信号通过2l?K?I。

由于节流装置是一个非线性环节，因此显示标尺指示流量，标尺长度忙3仪表的流量指示标尺也必须是非线性刻度，这给尺寸设计和读数带来不便，误差也相对会增大一些。