2. 流量基本方程式
流量基本方程式是阐明流量与压差之间定量关系的基本流量公式。它是根据流体力学中的伯努利方程式和连续性方程式推导而得的, 即:
qv = αεFo2ρ1Δp (1 - 49)
qm = αεFo2ρ1 Δp (1 - 50)
式中 qv———体积流量, m3/ s;
qm ———质量流量, kg/ s;
α———流量系数, 由实验方法确定;
ε———膨胀校正系数;
Fo ———节流装置的开孔截面积, m2 ;
ρ1 ———节流装置前的流体密度, kg/ m3 ;
Δp———节流装置前后的压差, Pa。
实际工作中, 流量常用kg/ h 和m3/ h , 节流装置的开孔直径d 和管径D 用mm, 则Fo= πd2/ 4 , Δp 以Pa 为单位, ρ1 以kg/ m3 为单位, 则上述基本流量方程式可换算为实用流量公式, 即:
qv = 0.003999αεd2 Δp/ ρ1 m3/ h (1 - 51)
qm = 0.003999αεd2ρ1 Δp kg/ h (1 - 52)
式中 0.003999 = 3600×10 - 6 ×π4 ×2
若Δp 不用Pa, 而用kg·f/ m2 , 因1kgf/ m2 = 9.81Pa, 则上两式可改写成:
qv = 0.01252αεd2ρ1 Δp (1 - 53)
qm = 0.01252αεd2 Δpρ2(1 - 54)
从上式可看出, 当α、ε和d 不变时, 流量与差压的平方根成正比。
3. 标准节流装置
标准节流装置是由几种标准化了的节流件规定的取压方式和相应长度的前后直管段3 个部分组成的。
目前国际上常用的标准节流件有标准孔板、标准喷嘴和标准文丘利管等。因标准孔板结构简单、制造方便, 应用的最广泛。我们只介绍标准孔板。
(1 ) 孔板的结构
标准孔板是一块具有圆形开孔并与管道同心, 其直角入口边缘非常锐利的薄板。用于不同管道内径的标准孔板, 其结构形式基本上是几何相似的, 如图1 - 46 所示。
(2 ) 节流装置的取压方式
我国节流装置的取压方式国家有标准规定:
标准孔板: 角接取压、法兰取压。
标准喷嘴: 角接取压。
①角接取压: 这种取压方式的上、下游取压管口位于孔板(喷嘴) 前后两端面处。
具体规定: 上、下游侧端面的距离分别等于取压孔径的一半或取压环隙宽度的一半。
角接取压装置有两种结构型式, 如图1 - 47 所示, 上半部为环室取压结构, 下半部为单独钻孔取压结构。
角接取压标准孔板的适用范围为: 管径D 为50 ～1000mm, 直径比β (β= d/ D) 为0.02～0.8 , 雷诺数Re 为5×103 ～1×107 。
②法兰取压: 结构如图1 - 48 所示, 规定法兰取压的上、下游侧取压孔的轴线与孔板上、下游侧端A、B 的距离分别等于25.4±0.8mm。
法兰取压标准孔板可用于管径D 为50～750mm 和直径比β值0.10～0.75 范围内, 雷诺数Re 为8×103 ～1×107 。
(3 ) 流装置的安装和使用
在安装和使用节流装置时, 应注意如下事项:

①必须保证节流装置的开孔和管道的轴线同心, 并使节流装置端面与管道的轴线垂直。
②在节流装置前后长度为两倍于管径的一段管道内壁上, 不应有凸出物和明显的粗糙或不平现象。
③节流装置的上下游必须配置一定长度的直管。
④标准节流装置( 孔板、喷嘴) , 一般都用于直径D≥50mm 的管道中。
⑤被测介质应充满全部管道连续流动。
⑥管道内的流束( 流动状态) 应该是稳定的。
⑦被测介质在通过节流装置时, 应不发生相变。
节流装置将管道中的流体流量的大小转换为相应的压差大小, 但这个压差信号还必须由导压管引出, 并用相应的差压计来测量。用在流量测量上的差压计有很多型式, 例如双波纹管差压计、膜盒式差压计、差压变送器等。我们只介绍差压变送器。