孔板流量计的结构原理

在管路上装有一块孔板，孔板两侧接测压管，分别与U型压差计相连接。孔板流量计是利用流体通过锐孔的节流作用，使流速增大，压强减小，造成孔板前后压强差，作为测量的依据。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板后所形成缩脉的直径为d2，流体密度为ρ。在界面I，Ⅱ处即孔板前测压导管处和缩脉处的速度，压强分别为u1，u2与p1，p2，根据柏努利方程式，不考虑能量损失可得：

(u22－u12)/2=(p1－p2)/ρ=gh

或(u22－u12)1/2=(2gh)1/2

由于缩脉的位置随流速的变化而变化，截面积S2又难以知道，而孔口的面积却是知道的，测压口的位置在设备制成后也不改变，因此，用孔板孔径处的u0来代替u2，又考虑到流体因局部阻力而造成的能量损失，并用校正系数C来校正。则有：

(u02－u12)1/2=C(2gh)1/2

对于不可压缩流体，根据连续性方程式又有：

u1=u0S0/S1

则经过整理后可得：u0=C*(2gh)1/2/[1－(S0/S1)2]1/2

令C0=C/[1－(S0/S1)2]1/2则又可以简化为：u0= C0(2gh)1/2

根据u0和S2即可算出流体的体积流量：

Vs= u0* S0= C0 *S0*(2gh)1/2 [m3 / s]

或 Vs=C0*S0*[2gR(ρr－ρ)/ρ]1/2 [m3 / s]

式中：R—U型压差计的读数，[m]；

ρr—压差计中指示液的密度，[kg / m3]；

C0—孔流系数，它由孔板锐孔的形状，测压口的位置，孔径与管径比和雷诺准数共同决定，具体数值由实验确定。当d1/d2一定，Re准数超过某个数值后，C0就接近于定值。一般在工业上定型孔板流量计都规定在C0为常数的流动条件下使用。