流量测量节流装置设计手册PDF电子书下载

第一篇 原理和基础 1

第一章 基本原理 1

第一节 概述 1

第二节 节流装置测量原理 2

一、流体通过节流装置的流动情况 2

二、流量方程式 3

三、标准节流装置的测量原理 5

第一节 概述 6

第二章 流量方程式中各参数的确定方法 6

第二节 流出系数 7

一、孔板、喷嘴的流出系数特性 8

二、标准孔板的流出系数 8

第三节 可膨胀性系数 13

第四节 被测介质的物性参数 14

一、密度 15

二、粘度 41

三、等熵指数χ 50

第五节 雷诺数 52

第七节 流体通过节流装置时的压力损失 54

第六节 材料的热膨胀系数 54

第八节 差压上限值的确定 55

第三章 标准节流装置的结构形式和技术要求 56

第一节 概述 56

第二节 孔板的结构形式和技术要求 56

一、孔板的结构形式 56

二、孔板的取压装置 57

第三节 喷嘴的结构形式和技术要求 58

一、ISA1932喷嘴 58

二、长径喷嘴 60

一、经典文丘里管的结构形式 61

第四节 经典文丘里管的结构形式和技术要求 61

二、各种类型经典文丘里管的廊形特性 62

三、取压装置 63

第五节 文丘里喷嘴的结构形式和技术要求 63

一、文丘里喷嘴的几何廊形 63

二、文丘里喷嘴的取压装置 63

第四章 标准节流装置的安装 65

第一节 概述 65

第二节 阻流件的影响 65

一、速度分布畸变和旋涡角 65

三、渐扩管和突扩管 66

二、弯头 66

四、渐缩管和突缩管 67

五、阀门 67

第三节 标准节流装置的安装要求 68

一、概述 68

二、测量管及其安装 68

三、节流件的安装 80

四、差压信号管路的安装 81

第二节 标准节流装置的使用条件 90

第一节 概述 90

第五章 标准节流装置与差压计的使用 90

第三节 制造节流装置的材料 91

第四节 孔板的强度计算 91

第五节 标准节流装置的选择原则 92

第六节 标准节流装置的检验方法 93

一、几何检验法 93

二、系数检验法 97

第七节 差压计(差压变送器)的检验 98

一、差压计(差压变送器)的技术要求 98

三、差压计(差压变送器)的检验项目和方法 100

二、差压计(差压变送器)的检验条件 100

第六章 标准节流装置的设计计算 103

第一节 概述 103

一、节流装置设计计算的命题 103

二、计算用公式 103

三、迭代计算法 104

四、节流装置设计计算要点 105

五、计算机计算程序 106

第二节 常用设计计算命题的计算方法 106

一、命题①(计算流量)的计算方法 106

二、命题②(计算孔径)的计算方法 107

第三节 设计计算实例 108

一、实例之一(命题①) 被测介质水 108

二、实例之二(命题①) 被测介质为天然气 109

三、实例之三(命题②) 被测介质为水 112

四、实例之四(命题②) 被测介质为过热水蒸气 115

五、实例之五(命题②) 被测介质为空气 118

六、实例之六(命题②) 被测介质为高炉煤气 121

七、实例之七(命题②) 被测介质为天然气 125

八、实例之八(命题③) 被测介质为焦炉煤气 128

九、实例之九(命题③) 被测介质为过热水蒸气 131

第一节 概述 133

第七章 标准节流装置偏高标准规定的处理和测量的附加误差 133

一、孔板开孔直角入口边缘锐利度 135

第二节 节流装置结构不符合标准要求 135

二、孔板厚度E 136

三、取压口位置和质量 136

四、排泄孔和放气孔 139

五、实际管道内径和节流件孔径与设计值不符时的处理 140

六、环室有台阶 140

七、节流件安装偏心 141

八、节流装置结构不符合标准要求时影响的倾向 141

二、节流件上游侧直管段长度不足 143

第三节 管道布置不符合标准要求 143

一、节流件上下游侧安装异径营 143

三、流动调整器的作用 145

四、流动情况不符合标准要求时影响的倾向 146

第四节 使用条件不符合标准要求 146

一、孔板挠曲 146

二、孔板上游端面沉积脏物 147

三、孔板上游侧测量管沉积脏物 147

四、文丘里管内壁沉积脏物 147

第五节 管道粗糙度不符合标准要求 148

二、ISA1932喷嘴的糙管流出系数 149

三、降低管道粗糙度的影响 149

一、角接取压标准孔板的糙管流出系数 149

第八章 其他(非标准)节流装置 151

第一节 概述 151

第二节 低雷诺数用节流装置 151

一、1/4圆孔板 152

二、锥形入口孔板 154

三、双重孔板 155

一、圆缺孔板 156

第三节 脏污介质用节流装置 156

二、偏心孔板 160

三、楔形孔板 161

四、耐磨孔板 166

五、环形孔板 167

六、弯管 168

第四节 低压损用节流装置 169

一、矩形文丘里管 169

二、道尔管 171

四、通用文丘里管 172

三、罗洛斯(Lo-Loss)管 172

第五节 小管径节流装置 173

第六节 端头节流装置 173

一、由大的空间(无上游管线)至管线或至另一大的空间 173

二、由管线至大的空间(无下游管线) 174

三、吸入式端头节流件 174

第七节 宽范围度节流装置 176

第八节 脉动流节流装置 178

一、概述 178

三、脉动流平均流量的确定方法 179

二、脉动流流量测的误差源 179

第九节 临界流节流装置 182

一、概述 182

二、工作原理 183

三、临界流文丘里喷嘴的结构形式和安装要求 187

四、临界流文丘里喷嘴的应用与设计计算 188

第十节 混相流节流装置 192

一、概述 192

二、气液两相流 195

三、气固两相流 195

四、液固两相流 196

第九章 流量测量的不确定度 198

第一节 概述 198

一、术语 198

二、测量误差的组成 198

三、测量的可能结果 199

四、测量的不确定度 199

第二节 流量测量不确定度的计算式 201

一、流量测量不确定度的计算式 201

二、流量测量误差源的分析 202

三、流量测量不确定度计算式各不确定度分量的估算 203

第三节 流量测量不确定度计算举例 205

第二篇 设计计算用图表 207

第一章 通用图表 207

1.节流装置设计计算任务书(表2.1.1) 207

2.地区气象表(表2.1.2) 208

3.体积单位换算表(表2.1.3) 209

4.质量单位换算表(表2.1.4) 210

5.体积流量单位换算表(表2.1.5) 210

6.质量流量单位换算表(表2.1.6) 211

9.温度单位换算表(表2.1.9) 212

10.动力粘度单位换算表(表2.1.10) 212

8.压力单位换算表(表2.1.8) 212

11.运动粘度单位换算表(表2.1.11) 214

12.功、能及热量单位换算表(表2.1.12) 214

13.英寸与毫米单位换算表(表2.1.13) 215

14.毫米与英寸换算表(表2.1.14) 215

15.管道内流速常用值(表2.1.15) 216

16.ANSI(美国国家标准)和DIN(德国国家标准)的标准管径(表2.1.16) 217

17.节流件与管道常用材料的热膨胀系数λ×106(表2.1.17) 218

18.差压式流量计示值修正公式(表2.1.18) 219

19.气体流量换算公式(表2.1.19) 219

20.孔板与阻流件之间所要求的直管段长度(无流动调整器)(表2.1.20) 219

7.密度单位换算表(表2.1.7) 221

21.喷嘴和文丘里喷嘴所要求的直管段长度(无流动调整器)(表2.1.21) 221

22.经典文丘里管所要求的直管段长度(表2.1.22) 221

23.孔板与19根管束流动整直器之间所允许的直管段长度(阻流件与孔板的距离为Lf)(表2.1.23) 222

25.差压变送器的基本特性(表2.1.25) 223

24.迭代格式(表2.1.24) 223

26.计算机计算框图--求质量流量qm(图2.1.1) 224

27.计算机计算框图--求节流孔直径d20(图2.1.2) 225

28.计算机计算框图--求差压△p(图2.1.3) 226

29.计算机计算框图--求管道内径D20(图2.1.4) 227

30.节流件压力损失图(图2.1.5) 229

31.流量-管道内平均流速关系图(图2.1.6) 230

第二章 气体的物理性质图表 231

1.气体性质表(表2.2.1) 231

2.空气的压缩系数(表2.2.2) 233

3.氮的压缩系数(表2.2.3) 233

5.氩的压缩系数(表2.2.5) 234

4.氧的压缩系数(表2.2.4) 234

7.甲烷的压缩系数(表2.2.7) 235

8.一氧化碳的压缩系数(表2.2.8) 235

6.氢的压缩系数(表2.2.6) 235

9.二氧化碳的压缩系数(表2.2.9) 236

10.水蒸气的压缩系数(表2.2.10) 236

11.空气的临界流函数C？(表2.2.11) 237

12.氮的临界流函数(表2.2.12) 237

14.氩的临界流函数C(表2.2.14) 238

15.甲烷的临界流函数C(表2.2.15) 238

13.氧的临界流函数C(表2.2.13) 238

16.水蒸气的临界流函数C(表2.2.16) 239

17.二氧化碳的临界流函数C(表2.2.17) 239

18.甲烷和天然气的ac与bc值(表2.2.18) 239

19.甲烷和天然气的az与bz值(表2.2.19) 241

20.理想气体的定压比热容cp(表2.2.20) 242

21.气体的比热容比cp/cv(表2.2.21) 243

22.不同压力和温度下甲烷cp及cv值表(表2.2.22) 244

23.饱和气体的水分含量(表2.2.23) 245

24.求气体粘度的X、Y值表(表2.2.24)和一般气体在常压下的粘度μ图(图2.2.1) 246

25.空气的压缩系数图(图2.2.2) 248

26.氮气的压缩系数图(图2.2.3) 249

27.氧气的压缩系数图(图2.2.4) 250

28.氢气的压缩系数图(图2.2.5) 251

29.氩气的压缩系数图(图2.2.6) 252

30.甲烷的压缩系数图(图2.2.7) 253

31.一氧化碳的压缩系数图(图2.2.8) 254

32.二氧化碳的压缩系数图(图2.2.9) 255

33.氦气的压缩系数图(图2.2.10) 256

34.氨气的压缩系数图(图2.2.11) 257

35.氯气的压缩系数图(图2.2.12) 258

36.乙炔的压缩系数图(图2.2.13) 258

37.乙烯的压缩系数图(图2.2.14) 259

38.乙烷的压缩系数图(图2.2.15) 260

39.n-丁烷的压缩系数图(图2.2.16) 260

40.i-丁烷的压缩系数图(图2.2.17) 261

41.丙烯的压缩系数图(图2.2.18) 261

42.丙烷的压缩系数图(图2.2.19) 262

43.一氧化氮的压缩系数图(图2.2.20) 263

44.氢氮气体的压缩系数图(图2.2.21) 264

45.焦炉煤气的压缩系数图(图2.2.22) 264

46.天然气的压缩系数图(图2.2.23) 265

47.气体的压缩系数与对比参数关系图(图2.2.24) 266

49.氮气的等熵指数图(图2.2.26) 271

48.空气的等熵指数图(图2.2.25) 271

50.氧气的等熵指数图(图2.2.27) 272

51.氢气的等熵指数χ图(图2.2.28) 273

52.二氧化碳的等熵指数图(图2.2.29) 273

53.氨气的等熵指数图(图2.2.30) 274

54.甲烷的等熵指数图(图2.2.31) 274

55.水蒸气的等熵指数图(图2.2.32) 275

56.天然气的等熵指数图(图2.2.33) 275

12.1 取压法兰(图3.12.1) 278

57.碳氢气体的比热容比Cp/Cv图(图2.2.34) 278

第三章 液体的物理性质图表 279

1.液体的性质表(表2.3.1) 279

2.液体粘度的实验值和计算系数(表2.3.2) 280

3.求液体粘度的X、Y值表(表2.3.3)和一般液体在常压下的粘度图(图2.3.1) 294

4.液体的膨胀系数图(图2.3.2) 296

5.石油的相对密度图(图2.3.3) 297

6.油品的粘度图(图2.3.4) 298

7.甘油的动力粘度图(图2.3.5) 299

第四章 水和水蒸气的物理性质表 300

1.水的密度ρ(表2.4.1) 300

2.水蒸气的密度ρ(表2.4.2) 308

3.水和水蒸气的动力粘度μ×106(表2.4.3) 326

4.饱和水蒸气的压力和密度表(表2.4.4) 328

第五章 节流装置的流出系数和可膨胀性系数 331

1.各类节流装置的流出系数和可膨胀性系数(表2.5.1) 331

2.各类节流装置公式的使用条件(表2.5.2) 332

3.角接取压孔板的流出系数C值(表2.5.3) 333

4.D和D/2取压孔板的流出系数C值(表2.5.4) 334

5.法兰取压孔板的流出系数C值(D=50mm)(表2.5.5) 336

6.法兰取压孔板的流出系数C值(D=75mm)(表2.5.6) 337

7.法兰取压孔板的流出系数C值(D=100mm)(表2.5.7) 338

8.法兰取压孔板的流出系数C值(D=150mm)(表2.5.8) 339

9.法兰取压孔板的流出系数C值(D=200mm)(表2.5.9) 340

10.法兰取压孔板的流出系数C值(D=250mm)(表2.5.10) 341

11.法兰取压孔板的流出系数C值(D=375mm)(表2.5.11) 342

12.法兰取压孔板的流出系数C值(D=760mm)(表2.5.12) 343

13.法兰取压孔板的流出系数C值(D=1000mm)(表2.5.13) 344

14.孔板可膨胀性系数ε值(表2.5.14) 345

15.ISA1932喷嘴的流出系数C值(表2.5.15) 345

16.长径喷嘴的流出系数C值(表2.5.16) 346

17.文丘里喷嘴的流出系数C值(表2.5.17) 348

18.喷嘴和文丘里喷嘴的可膨胀性系数ε值(表2.5.18) 348

1.角接取压节流装置制造安装图(图3.1) 349

第一章 标准节流装置制造安装图 349

第三篇 节流装置制造安装图 349

1.1 法兰(图3.1.1) 350

1.2 前环室、后环室(图3.1.2) 351

1.3 标准孔板(图3.1.3) 352

1.4 ISA1932喷嘴(图3.1.3p) 353

2.中压角接取压标准节流装置制造安装图(图3.2) 354

2.1 法兰(图3.2.1) 355

2.2 前环室、后环室(图3.2.2) 356

3.高压角接取压(环室)节流装置制造安装图(图3.3) 357

3.1 环室法兰(图3.3.1) 358

3.2 标准孔板(图3.3.2) 359

4.高温高压角接取压(环室)节流装置制造安装图(图3.4) 360

4.1 前环室、后环室(图3.4.1) 361

4.2 孔板(图3.4.2) 362

4.3 ISA1932喷嘴(图3.4.2p) 363

5.角接取压(单独钻孔)节流装置制造安装图(图3.5) 364

6.角接取压(钻孔环形)节流装置制造安装图(图3.6) 365

7.角接取压(单独钻孔)节流装置制造安装图(图3.7) 366

7.1 孔板(图3.7.1) 367

8.法兰取压节流装置制造安装图(图3.8) 368

8.1 取压法兰(图3.8.1) 369

9.法兰取压(金属环密封)节流装置制造安装图(图3.9) 370

9.1 取压法兰(图3.9.1) 371

9.2 密封环(图3.9.2) 372

9.3 标准孔板(图3.9.3) 373

10.D和D/2取压节流装置制造安装图(图3.10) 374

11.文丘里喷嘴制造安装图(一)(图3.11) 375

11.1 文丘里喷嘴(图3.11.1) 376

12.文丘里喷嘴制造安装图(二)(图3.12) 377

12.2 喷嘴(图3.12.2) 379

12.3 后扩管(图3.12.3) 380

13.经典文丘里管(图3.13) 381

第二章 非标准节流装置制造安装参考图 382

1.偏心孔板节流装置制造安装参考图(图3.14) 382

1.1 偏心孔板(图3.14.1) 383

2.双重孔板(环室取压)节流装置制造安装参考图(图3.15) 384

2.1 中间垫环(图3.15.1) 385

3.双重孔板(钻孔取压)节流装置制造安装参考图(图3.16) 386

3.1 取压环(图3.16.1) 387

3.2 中间垫环(图3.16.2) 388

4.1/4圆孔板、锥形入口孔板节流装置制造安装参考图(图3.17) 389

4.1 1/4圆孔板、锥形入口孔板(图3.17.1) 390

5.端头孔板节流装置制造安装参考图(图3.18) 391

5.1 端头孔板(图3.18.1) 392

5.2 取压环室(图3.18.2) 393

6.临界流文丘里喷嘴节流装置制造安装参考图(图3.19) 394

6.1 临界流文丘里喷嘴(图3.19.1) 395

7.楔形孔板节流装置制造安装参考图(图3.20) 396

8.法兰取压圆缺孔板节流装置制造安装图(图3.21) 397

8.1 圆缺孔板(图3.21.1) 398

第三章 差压信号管路的安装示意图 399

1.测量无腐蚀性液体流量的安装示意图(图3.22) 399

2.测量腐蚀性液体流量的安装示意图(隔离液密度大于被测液密度)(图3.23) 400

3.测量腐蚀性液体流量的安装示意图(隔离液密度小于被测液密度)(图3.24) 401

4.测量腐蚀性液体流量的安装示意图(液体双隔离，中间隔离液的密度小于被测液体的密度，并且小于隔离液的密度)(图3.250) 402

5.测量腐蚀性液体流量的安装示意图(液体双隔离，中间隔离液的密度大于被测液体的密度，并且大于隔离液的密度)(图3.26) 403

6.测量腐蚀性液体流量的安装示意图(利用喷吹管，隔离液密度大于被测液密度)(图3.27) 404

7.测量腐蚀性液体流量的安装示意图(利用喷吹管，隔离液密度小于被测液密度)(图3.28) 405

8.测量无腐蚀性气体流量的安装示意图(图3.29) 406

9.测量腐蚀性气体流量的安装示意图(液体隔离)(图3.30) 407

10.测量腐蚀性气体流量的安装示意图(利用喷吹管，隔离气密度大于被测气密度)(图3.31) 408

11..测量腐蚀性气体流量的安装示意图(利用喷吹管，隔离气密度小于被测气密度)(图3.32) 409

12.蒸汽流量测量管路安装示意图(图3.33) 410

参考文献 411