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