第一篇原理和基础

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

第二章流量方程式中各参数的确定方法6

第一节概述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κ49

第五节雷诺数51

第六节压力、温度和密度的测量53

一、压力测量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

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

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

三、取压装置66

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

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

第三节标准节流装置的安装要求71

一、概述71

二、测量管及其安装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

第六节标准节流装置的检验方法101

一、几何检验法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

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

二、孔板厚度E144

三、取压口位置和质量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

三、流动情况不符合标准要求时影响的

倾向154

第四节使用条件不符合标准要求154

一、孔板挠曲154

二、孔板上游端面沉积脏物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

第八章其他(非标准)节流装置161

第一节概述161

第二节低雷诺数用节流装置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

第八节脉动流节流装置187

一、概述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

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

6．质量流量单位换算表（表216)221

7．密度单位换算表（表217)221

8．压力单位换算表（表218)222

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

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

17．节流件与管道常用材料的热膨胀

系数λ×106（表2118)229

18．差压式流量计示值修正公式

（表2119)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Lf)

（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Δp

（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

5．氩的压缩系数（表225)245

6．氢的压缩系数（表226)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

16．水蒸气的临界流函数C

（表2216)250

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

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

38．乙烷的压缩系数图（图2215)271

39．n 丁烷的压缩系数图

（图2216)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

第五章节流装置的流出系数和可膨胀性

系数339

1．各类节流装置的流出系数和可膨胀性

系数（表251)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17)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

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4ISA1932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3ISA1932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