流量测量节流装置设计手册 第2版PDF电子书下载

目录 1

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 2

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、黏度 40

三、等熵指数k 49

第五节　雷诺数 51

一、压力测量 53

第六节　压力、温度和密度的测量 53

二、温度测量 54

三、密度测量 55

第七节　材料的热膨胀系数 55

第八节 流体通过节流装置时的压力损失 56

一、孔板和喷嘴的压力损失 56

二、文丘里喷嘴和经典文丘里管的压力损失 56

三、能耗计算式 58

四、耗能费（年） 58

第九节　差压上限值的确定 58

第二节　孔板的结构形式和技术要求 59

一、孔板的结构形式 59

第三章　标准节流装置的结构形式和技术要求 59

第一节　概述 59

二、孔板的取压装置 60

第三节　喷嘴的结构形式和技术要求 61

一、ISA1932喷嘴 61

二、长径喷嘴 63

第四节 经典文丘里管的结构形式和技术要求 64

一、经典文丘里管的结构形式 64

二、各种类型经典文丘里管的廓形特性 65

第五节 文丘里喷嘴的结构形式和技术要求 66

一、文丘里喷嘴的几何廓形 66

三、取压装置 66

二、文丘里喷嘴的取压装置 67

第四章　标准节流装置的安装 68

第一节　概述 68

第二节　阻流件的影响 68

一、速度分布畸变和旋涡角 68

二、弯头 68

三、渐扩管和突扩管 69

四、渐缩管和突缩管 70

五、阀门 70

二、测量管及其安装 71

第三节　标准节流装置的安装要求 71

一、概述 71

三、节流件的安装 87

四、差压信号管路的安装 89

第五章 标准节流装置与差压计的使用 98

第一节　概述 98

第二节　标准节流装置的使用条件 98

第三节　制造节流装置的材料 99

第四节　孔板的强度计算 99

第五节　标准节流装置的选择原则 100

一、几何检验法 101

第六节　标准节流装置的检验方法 101

二、系数检验法 105

第七节　差压计（差压变送器）的检验 107

一、差压计（差压变送器）的技术要求 107

二、差压计（差压变送器）的检验条件 108

三、差压计（差压变送器）的检验项 108

目和方法 108

第六章　标准节流装置的设计计算 111

第一节　概述 111

一、节流装置设计计算的命题 111

二、计算用公式 111

三、迭代计算法 112

四、节流装置设计计算要点 113

五、计算机计算程序 114

第二节 常用设计计算命题的计算方法 114

一、命题①（计算流量）的计算方法 114

二、命题②（计算孔径）的计算方法 115

第三节　设计计算实例 116

一、实例之一（命题①）被测介质为水 116

二、实例之二（命题①）被测介质为天然气 117

三、实例之三（命题②）被测介质为水 120

四、实例之四（命题②）被测介质为过热水蒸气 123

五、实例之五（命题②）被测介质为空气 126

六、实例之六（命题②）被测介质为高炉煤气 129

七、实例之七（命题②）被测介质为天然气 133

八、实例之八（命题③）被测介质为焦炉煤气 136

九、实例之九（命题③）被测介质为过热水蒸气 138

第七章　标准节流装置偏离标准规定的处理和测量的附加误差 141

第一节　概述 141

第二节 节流装置结构不符合标准要求 143

一、孔板开孔直角入口边缘锐利度 143

三、取压口位置和质量 144

二、孔板厚度E 144

四、排泄孔和放气孔 147

五、实际管道内径和节流件孔径与设计值不符时的处理 148

六、环室有台阶 148

七、节流件安装偏心 149

八、孔板的偏移 149

九、节流装置结构不符合标准要求时影响的倾向 151

第三节　管道布置不符合标准要求 152

一、节流件上下游侧安装异径管 152

二、节流件上游侧直管段长度不足 153

二、孔板上游端面沉积脏物 154

一、孔板挠曲 154

第四节　使用条件不符合标准要求 154

三、流动情况不符合标准要求时影响的倾向 154

三、孔板上游侧测量管沉积脏物 155

四、文丘里管内壁沉积脏物 156

五、经典文丘里管使用条件偏离标准的影响 156

第五节 管道粗糙度不符合标准要求 158

一、角接取压标准孔板的糙管流出系数 158

二、ISA1932喷嘴的糙管流出系数 159

三、降低管道粗糙度的影响 159

第二节　低雷诺数用节流装置 161

第一节　概述 161

第八章　其他（非标准）节流装置 161

一、1/4圆孔板 162

二、锥形入口孔板 164

三、双重孔板 165

第三节　脏污介质用节流装置 166

一、圆缺孔板 166

二、偏心孔板 169

三、楔形孔板 171

四、耐磨孔板 175

五、环形孔板 176

六、弯管 177

第四节　低压损用节流装置 178

一、矩形文丘里管 179

二、道尔管 180

三、罗洛斯（Lo-Loss）管 181

四、通用文丘里管 182

第五节　小管径节流装置 182

第六节　端头节流装置 183

一、由大的空间（无上游管线）至管线或至另一大的空间 183

二、由管线至大的空间（无下游管线） 184

三、吸入式端头节流件 184

第七节　宽范围度节流装置 186

一、概述 187

第八节　脉动流节流装置 187

二、脉动流流量测量的误差源 188

三、脉动流平均流量的确定方法 189

第九节　临界流节流装置 192

一、概述 192

二、工作原理 193

三、临界流文丘里喷嘴的结构形式和安装要求 197

四、临界流文丘里喷嘴的应用与设计计算 198

第十节　混相流节流装置 202

一、概述 202

二、气液两相流 203

三、气固两相流 205

四、液固两相流 206

第九章　流量测量的不确定度 208

第一节　概述 208

一、术语 208

二、测量误差的组成 208

三、测量的可能结果 209

四、测量的不确定度 209

第二节 流量测量不确定度的计算式 211

一、流量测量不确定度的计算式 211

二、流量测量误差源的分析 212

三、流量测量不确定度计算式各不确定度分量的估算 213

第三节 流量测量不确定度计算举例 215

第二篇　设计计算用图表 217

第一章　通用图表 217

1．节流装置设计计算任务书（表2.1.1） 217

2．地区气象表（表2.1.2） 218

3．体积单位换算表（表2.1.3） 219

4．质量单位换算表（表2.1.4） 220

5．体积流量单位换算表（表2.1.5） 220

7．密度单位换算表（表2.1.7） 221

6．质量流量单位换算表（表2.1.6） 221

9．温度单位换算表（表2.1.9） 222

10．动力黏度单位换算表（表2.1.10） 222

8．压力单位换算表（表2.1.8） 222

11．运动黏度单位换算表（表2.1.11） 224

12．功、能及热量单位换算表（表2.1.12） 224

13．英寸与毫米单位换算表（表2.1.13） 225

14．毫米与英寸换算表（表2.1.14） 225

15．管道内流速常用值（表2.1.15） 226

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和表2.1.17） 227

18．差压式流量计示值修正公式（表2.1.19） 229

17．节流件与管道常用材料的热膨胀系数λ×106（表2.1.18） 229

19．气体流量换算公式（表2.1.20） 230

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2.1.21） 230

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2.1.22） 232

22．经典文丘里管所要求的直管段长度（表2．1.23） 232

23．孔板与19根管束流动整直器（1998）之间所允许的直管段长度（阻流件与孔板的距离为L？）（表2.1.24） 233

24．迭代格式（表2.1.25） 234

25．差压变送器的基本特性（表2.1.26） 234

26．计算机计算框图——求质量流量qm（图2.1.1） 235

27．计算机计算框图——求节流孔直径d20（图2.1.2） 236

28．计算机计算框图——求差压△p（图2.1.3） 237

29．计算机计算框图——求管道内径D20（图2.1.4） 238

30．节流件压力损失图（图2.1.5） 240

31．流量-管道内平均流速关系图（图2.1.6） 241

第二章　气体的物理性质图表 242

1．气体性质表（表2.2.1） 242

2．空气的压缩系数（表2.2.2） 243

3．氮的压缩系数（表2.2.3） 244

4．氧的压缩系数（表2.2.4） 244

6．氢的压缩系数（表2.2.6） 245

5．氩的压缩系数（表2.2.5） 245

7．甲烷的压缩系数（表2.2.7） 246

8．一氧化碳的压缩系数（表2.2.8） 246

9．二氧化碳的压缩系数（表2.2.9） 246

10．水蒸气的压缩系数（表2.2.10） 247

11．空气的临界流函数C＊（表2.2.11） 248

12．氮的临界流函数C＊（表2.2.12） 248

13．氧的临界流函数C＊（表2.2.13） 249

14．氩的临界流函数C＊（表2.2.14） 249

15．甲烷的临界流函数C＊（表2.2.15） 249

17．二氧化碳的临界流函数C＊（表2.2.17） 250

18．甲烷和天然气的ac与bc值（表2.2.18） 250

16．水蒸气的临界流函数C＊（表2.2.16） 250

19．甲烷和天然气的az与bz值（表2.2.19） 252

20．理想气体的比定压热容cp（表2.2.20） 253

21．气体的比热容比cp/cv（表2.2.21） 254

22．不同压力和温度下甲烷cp及cv值表（表2.2.22） 255

23．饱和气体的水分含量（表2.2.23） 256

24．求气体黏度的X、Y值表（表2.2.24）和一般气体在常压下的黏度μ图（图2.2.1） 257

25．空气的压缩系数图（图2.2.2） 259

26．氮气的压缩系数图（图2.2.3） 260

27．氧气的压缩系数图（图2.2.4） 261

28．氢气的压缩系数图（图2.2.5） 262

29．氩气的压缩系数图（图2.2.6） 263

30．甲烷的压缩系数图（图2.2.7） 264

31．一氧化碳的压缩系数图（图2.2.8） 265

32．二氧化碳的压缩系数图（图2.2.9） 266

33．氦气的压缩系数图（图2.2.10） 267

34．氨气的压缩系数图（图2.2.11） 268

35．氯气的压缩系数图（图2.2.12） 269

36．乙炔的压缩系数图（图2.2.13） 269

37．乙烯的压缩系数图（图2.2.14） 270

39．n-丁烷的压缩系数图（图2.2.16） 271

38．乙烷的压缩系数图（图2.2.15） 271

40．i-丁烷的压缩系数图（图2.2.17） 272

41．丙烯的压缩系数图（图2.2.18） 272

42．丙烷的压缩系数图（图2.2.19） 273

43．一氧化氮的压缩系数图（图2.2.20） 274

44．氢氮气体的压缩系数图（图2.2.21） 275

45．焦炉煤气的压缩系数图（图2.2.22） 275

46．天然气的压缩系数图（图2.2.23） 276

47．气体的压缩系数与对比参数关系图（图2.2.24） 277

48．空气的等熵指数图（图2.2.25） 282

49．氮气的等熵指数图（图2.2.26） 282

50．氧气的等熵指数图（图2.2.27） 283

51．氢气的等熵指数图（图2.2.28） 284

52．二氧化碳的等熵指数图（图2.2.29） 284

53．氨气的等熵指数图（图2.2.30） 285

54．甲烷的等熵指数图（图2.2.31） 285

55．水蒸气的等熵指数图（图2.2.32） 286

56．天然气的等熵指数图（图2.2.33） 286

57．碳氢气体的比热容比cp/cv图（图2.2.34） 289

第三章　液体的物理性质图表 290

1．液体的性质表（表2.3.1） 290

2．液体黏度的实验值和计算系数（表2.3.2） 291

3．求液体黏度的X、Y值表（表2.3.3）和一般液体在常压下的黏度图（图2.3.1） 305

4．液体的膨胀系数图（图2.3.2） 307

5．石油的相对密度图（图2.3.3） 308

6．油品的黏度图（图2.3.4） 309

7．甘油的动力黏度图（图2.3.5） 310

第四章　水和水蒸气的物理性质表 311

1．水的密度ρ（表2.4.1） 311

2．水蒸气的密度ρ（表2.4.2） 319

3．水和水蒸气的动力黏度μ×106（表2.4.3） 334

4．饱和水蒸气的压力和密度表（表2.4.4） 336

1．各类节流装置的流出系数和可膨胀性系数（表2.5.1） 339

第五章 节流装置的流出系数和可膨胀性系数 339

2．各类节流装置公式的使用条件（表2.5.2） 340

3．角接取压孔板的流出系数C值（表2.5.3） 341

4．D-D/2取压孔板的流出系数C值（表2.5.4） 342

5．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝50mm）（表2.5.5） 344

6．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝75mm）（表2.5.6） 345

7．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝100mm）（表2.5.7） 346

8．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝150mm）（表2.5.8） 347

9．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝200mm）（表2.5.9） 348

10．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝250mm）（表2.5.10） 349

11．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝375mm）（表2.5.11） 350

12．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝760mm）（表2.5.12） 351

13．法兰取压孔板的流出系数C值（D＝1000mm）（表2.5.13） 352

14．孔板可膨胀性系数ε值（表2.5.14） 353

15．ISA1932喷嘴的流出系数C值（表2.5.15） 353

16．长径喷嘴的流出系数C值（表2.5.16） 354

17．文丘里喷嘴的流出系数C值（表2.5.1 7） 356

18．喷嘴和文丘里喷嘴的可膨胀性系数ε值（表2.5.18） 356

第三篇 节流装置制造安装图 357

第一章　标准节流装置制造安装图 357

1．角接取压节流装置制造安装图（图3.1） 357

1.1　法兰（图3.1.1） 358

1.2　前环室、后环室（图3.1.2） 359

1.3　标准孔板（图3.1.3） 360

1.4　ISA1932喷嘴（图3.1.3p） 361

2．中压角接取压标准节流装置制造安装图（图3.2） 362

2.1 法兰（图3.2.1） 363

2.2　前环室、后环室（图3.2.2） 364

3．高压角接取压（环室）节流装置制造安装图（图3.3） 365

3.1　环室法兰（图3.3.1） 366

3.2　标准孔板（图3.3.2） 367

4．高温高压角接取压（环室）节流装置制造安装图（图3.4） 368

4.1　前环室、后环室（图3.4.1） 369

4.2　孔板（图3.4.2） 370

4.3　ISA1932喷嘴（图3.4.2p） 371

5．角接取压（单独钻孔）节流装置制造安装图（图3.5） 372

6．角接取压（钻孔环形）节流装置制造安装图（图3.6） 373

7．角接取压（单独钻孔）节流装置制造安装图（图3.7） 374

8．法兰取压节流装置制造安装图（图3.8） 376

9．法兰取压（金属环密封）节流装置制造安装图（图3.9） 378

9.1　取压法兰（图3.9.1） 379

9.2　密封环（图3.9.2） 380

9.3　标准孔板（图3.9.3） 381

10．D-D/2取压节流装置制造安装图（图3.10） 382

11．文丘里喷嘴制造安装图（一）（图3.11） 383

12．文丘里喷嘴制造安装图（二）（图3.12） 385

12.1　取压法兰（图3.12.1） 386

12.2 喷嘴（图3.12.2） 387

12.3　后扩管（图3.12.3） 388

13．经典文丘里管（图3.13） 389

第二章 非标准节流装置制造安装参考图 390

1．偏心孔板节流装置制造安装参考图（图3.14） 390

2．双重孔板（环室取压）节流装置制造安装参考图（图3.15） 392

3．双重孔板（钻孔取压）节流装置制造安装参考图（图3.16） 394

3.1　取压环（图3.16.1） 395

3.2　中间垫环（图3.16.2） 396

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） 397

5．端头孔板节流装置制造安装参考图（图3.18） 399

5.1　端头孔板（图3.18.1） 400

5.2　取压环室（图3.18.2） 401

6．临界流文丘里喷嘴节流装置制造安装参考图（图3.19） 402

7．楔形孔板节流装置制造安装参考图（图3.20） 404

8．法兰取压圆缺孔板节流装置制造安装图（图3.21） 405

第三章　差压信号管路的安装示意图 407

1．测量无腐蚀性液体流量的安装示意图（图3.22） 407

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） 408

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） 409

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3.25） 410

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） 411

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） 412

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） 412

8．测量无腐蚀性气体流量的安装示意图（图3.29） 413

9．测量腐蚀性气体流量的安装示意图（液体隔离）（图3.30） 413

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） 414

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） 415

12．蒸汽流量测量管路安装示意图（图3.33） 416

参考文献 417