Valve body
Orifice
2008-11-26
2008-11-26
饱和压力曲线饱和压力曲线
过热度随蒸发温度而变化过热度随蒸发温度而变化
蒸发温度为0 ℃过热度为5 ℃时感温包内压力蒸发温度为0 ℃过热度
为5 ℃时感温包内压力
相同制冷剂相同制冷剂
蒸发器MSS线（临界过热度）蒸发器MSS线（临界过热度）
蒸发器不稳定区蒸发器不稳定区
蒸发器稳定工作区（过热度太高，蒸发器面积不能得到充分利用）蒸发器稳定工作区
（过热度太高，蒸发器
面积不能得到充分利用）
阀特性线阀特性线
A
2008-11-26
2008-11-26
定子定子转子转子螺纹螺纹螺杆螺杆针阀针阀
过滤器过滤器
电子膨胀阀电子膨胀阀
信号传输信号传输检测、计算检测、计算
温度传感器温
度传感器
2008-11-26
室室室内机室外机
连接管
压缩机
气液分离器
四通阀
外换热器
内换热器
节流装置
来自蒸发器的含液气流
小孔
去压缩机 油孔
进气
2008-11-26
2008-11-26
（a ）氨液过滤器（b ）氨气过滤器
活性氧化铝或分子筛烧结
2008-11-26
2008-11-26
2008-11-26
感温包 蒸发器
热力膨胀阀
分液头
分液毛细管 平衡管
毛细管
2008-11-26
三、冷却塔简介
2008-11-26
闭式冷却塔
=3～5℃冷却幅高冷却幅高
冷却幅宽冷却幅宽
标准节流装置 节流装置用于测量流量，其工作原理如下：在管道内部装有断面变化的孔板或喷嘴等节流件，当流体流经节流件时由于流束收缩，则在节流件的前后产生静压力差，利用压差与流速的关系可进一步测出流量。对于未经标定的节流装置，只要它与已经经过充分实验标定的节流装置几何相似和动力学相似，则在已知有关参数的条件下，可以认为节流件前后的静压力差与所流过流体的流量间有确定的数值关系。因此可以通过压差来测流量。 节流件的形式很多，有孔板、喷嘴、文丘里管、四分之一圆弧孔板、偏心孔板和圆缺孔板等。有的甚至可用管道上的部件如弯头等所产生的压差来测量流量，但是由于它所产生的压差值较小，影响的因素很多，因此很难测量准确。应用最多的是标准节流装置孔板、喷嘴和文丘里管。 标准节流装置是由节流件、取压装置和节流件上游第一个阻力件、第二个阻力件、下游第一个阻力件以及它们间的直管段所组成。标准节流装置同时规定了它所适应的流体种类、流体流动条件以及对管道条件、安装条件、流体参数的要求。 1．标准节流件及其取压装置 目前国际上规定的标准节流件有下列几种： ①标准孔板。可以采用角接取压、法兰取压、D(D为管道直径)和D／2取压方式。 ②喷嘴。其形式有ISA 1932喷嘴和长径喷嘴两种。它们的取压方式不同，ISA 1932喷嘴采用角接取压法；而长径喷嘴的上游取压口在距喷嘴入口端面1D处，下游取压口在距喷嘴入口端面的0．50D处。 ③文丘里管。根据收缩段是呈圆锥形或是呈圆弧形，又可分为古典文丘里管和文丘里喷嘴。古典文丘里管上游取压口位于距收缩段与入口圆筒相交平面的1／2D处；文丘里喷嘴上游取压口与标准喷嘴相同。它们的下游取压口分别在距圆筒形喉部起始端的O．5D处和O．3d(d为孔径)处。 (1)标准孔板 1)孔板本体 标准孔板的形状如图4—1所示。它是带有圆孔的板，圆孔与管道同心，直角入口边缘
孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器（或差压变送器、温度变送器及压力变送器）是测量流量的差压发生装置，配合各种差压计或差压变送器可测量管道中各种流体的流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及天然气的流量，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。 孔板流量计相关参数下面安徽康泰来为您分享！ 孔板流量计节流装置结构简单，且牢固、性能稳定可靠，是工业中常用到的流量测量仪表，孔板流量计节流装置通常分为：标准孔板、圆缺孔板、偏心孔板、内藏孔板、限流孔板、环形孔板、喷嘴孔板、环室孔板等，孔板流量计节流装置与差压变送器配套使用，充满管道的流体，当它们流经管道内的节流装置时，流体将在节流装置的节流件处形成局部收缩，节流装置使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后
产生的压差就越大，所以孔板流量计可以通过测量压差来衡量流体流量的大小，孔板流量计前后产生一个静压力差,该压力差与流量存在着一定的函数关系,流量越大,压力差就越大.差压信号传送给差压变送器,转换成4～20ma信号输出,远转给流量积算仪,实现流体流量的计量.质量型流量计,利用智能型差压变送器,对工况温/压进行自动补偿后,实现对流体质量流量的测量。 标准孔板是一类规格最多的标准节流装置，广泛应用于各种流体特别是气体流量测量中，孔板的结构因压力、通径、取压方式的不同而不同。 智能节流装置（孔板流量计）是集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力自动补偿的流量计，该孔板流量计采用先进的微机技术与微功耗新技术，功能强，结构紧凑，操作简单，使用方便，牢固，性能稳定可靠. 一体化孔板流量计是测量流量的差压发生装置，配合各种差压计或差压变送器可测量管道中各种流体的流量，孔板流量计节流装置包括环室孔板，喷嘴等。 环形孔板是冷凝水可以从环形孔板的边沿流走，最小流通面是紧贴管内壁的圆环，而标准孔板最小流通面是处于管中心的同心圆。流体中的杂质流速较低，一般是紧贴着管壁边流动。 孔板流量计结构：节流件：标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、1/4圆孔板、双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、锥形入口孔板等取压装置：环室、取压法兰、夹持环、导压管等、连接法兰、紧固件、测量管，标准孔板按常用取压方式可分为角接取压、法兰取压、径距取压三种类型。 安徽康泰电气有限公司生产的仪器仪表包括:热电阻、热电偶、双金属温度计、温度变送器、压力表、压力变送器、液位计、液位变送器、流量计、智能数显仪、仪表管阀件等，电线电缆包括:电力电缆、
节流装置 ★ 概述 节流装置与差压变送器配套构成差压式的流量计被广泛地应用于单相条件下的液体、气体、 蒸汽的流量测量、控制和调节，因而在石油、化工、电力、冶金、轻纺、食品、军工等行业。 由于结构简单、制作方便、使用可靠、性能稳定、价格低廉等优点而成为流量仪器中应用最广 泛、最成熟的一种。 ★ 测量原理 在充满流体的管道内，安装一个节流件(如孔板、喷嘴等)；当被测流体流过节流件时，流束 将在节流件处形成局部收缩，从而使收缩截面内平均流速增加；在节流件的上游侧静压力上升， 下游侧静压力下降，于是在节流件上下游侧就会产生静压力差ΔP 。在已知有关参数条件下，根据 连续性方程和伯努力方程可以推导出静压力差与流体流量之间的数值关系，这个关系可以用下面 基本公式计算： Q m = CE ε4π d 2P ?.2ρ Q V = ρm Q Q m ----流体质量流量kg/h Q m ----流体体积流量m 3/h C------ 流出系数 C = E α 无量纲 ΔP----静压力差 Pa ρ---流体密度 kg/m 3 ε---流束膨胀系数，无量纲 E-----渐近速度系数， E=4 11 β- β----直径比，β= d/D 无量纲 D----管道内径mm d---节流件的关孔或喉部直径mm
★ 结构和使用范围 1/4圆喷嘴： 适用于雷诺数较低，一般在2×102～ 6 圆缺孔板： 适用于测量脏污介质(如高炉煤气、泥浆等) 双重孔板： 由相互按一定距离安装在直管段中的两块孔板组成，适用于雷诺数较低，一般在3×103～3×105 文丘利管： 适用于直径比β为0.4～0.7之间，雷诺数范围在2×105～2×106，管径范围为200～2000mm ，其压力损失比孔板、喷嘴 ★
目 录 1、用途： (1) 2、工作原理： (1) 3、结构特点： (1) 4、技术规格： (2) 5、安装： (2) 6、使用与维护： (6) 节 流 装 置 订 货 咨 询 规 格 单 (8) 节流装置附件： (9)
1、用途： 测量流经管道介质流量的方法有几种，但其中应用最为广泛，最为普遍的是差压式流量计。它由节流装置和差压计或者由节流装置与差压变送器同二次仪表共同组成。节流装置的使用历史悠久，在国际、国内都已标准化。节流装置是差压测量时的一次元件，人们利用它在管道内使流体产生差压。利用导压管把节流装置前后产生的差压传送给差压变送器，再输入到二次仪表，便显示出管道内流体的瞬时流量或累计流量。利用调节仪表也可以对流量进行调节。 节流装置结构简单，测量准确，使用可靠，检修、维护都很方便。 2、工作原理： 节流装置是人为的在介质流通的管道内造成节流（如图1所示）。当被测介质流过节流装置之后，造成一个局部收缩，流束集中，流速增加，静压力降低，于是在节流件的上、下游两侧产生一个静压力差。这个静压力差与流量之间呈一定的函数关系，流量越大，所产生的静压力差越大，因此通过测量差压的方法，就可测得流量。 1.流件 2.差压计 1.流件 2.差压计 图1a 孔板原理图 图1b 长径喷嘴原理图 3、结构特点： 3.1 环室取压标准孔板 属标准孔板，由于实现了环室取压，提高了测量精度，缩短了安装时所需最小直线管段长度。 3.2 角接单独钻孔取压标准孔板 属标准孔板，当管径在400毫米以上时，多采用此种形式。取压方式为法兰单独钻孔取压，圆形均压环取压或方形均压环取压。孔板形式可为带柄孔板或非标准的圆缺孔板等。 3.3 法兰取压标准孔板 属标准孔板，它不论管道直径大小，其上、下游取压孔中心均位于距孔板两侧端面各1英寸（25.4mm）处。 3.4 径距取压标准孔板 属标准孔板，取压方式为管道取压。上游取压孔中心位于孔板前端面一倍管道
一、自动化仪表选型的一般原则 检测仪表（元件）及控制阀选型的一般原则如下： 1.工艺过程的条件 工艺过程的温度、压力、流量、粘度、腐蚀性、毒性、脉动等因素是决定仪表选型的主要条件，它关系到仪表选用的合理性、仪表的使用寿命及车间的防火、防爆、保安等问题。 2.操作上的重要性 各检测点的参数在操作上的重要性是仪表的指示、记录、积算、报警、控制、遥控等功能选定依据。一般来说，对工艺过程影响不大，但需经常监视的变量，可选指示型；对需要经常了解变化趋势的重要变量，应选记录式；而一些对工艺过程影响较大的，又需随时监控的变量，应设控制；对关系到物料衡算和动力消耗而要求计量或经济核算的变量，宜设积算；一些可能影响生产或安全的变量，宜设报警。 3.经济性和统一性 仪表的选型也决定于投资的规模，应在满足工艺和自控的要求前提下，进行必要的经济核算，取得适宜的性能／价格比。为便于仪表的维修和管理，在选型时也要注意到仪表的统一性。尽量选用同一系列、同一规格型号及同一生产厂家的产品。 4.仪表的使用和供应情况 选用的仪表应是较为成熟的产品，经现场使用证明性能可靠的；同时要注意到选用的仪表应当是货源供应充沛，不会影响工程的施工进度。
流量仪表的选型 <一>一般原则1刻度选择 仪表刻度宜符合仪表刻度模数的要求，当刻度读数不是整数时，为读数换算方便，也可按整数选用。 （1）方根刻度范围 ?最大流量不超过满刻度的95％； ?正常流量为满刻度的70％～85％； ?最小流量不小于满刻度的30％。 （2）线性刻度范围 ?最大流量不超过满刻度的90％； ?正常流量为满刻度的50％～70％； ?最小流量不小于满刻度的10％。 2仪表精确度 用作能源计量的流量计，应符合《企业能源计量器具配备和管理通则（试行）》的规定。 （1）用于燃料进出厂结算的计量，±0.1％； （2）用于车间班组、工艺过程的技术经济分析的计量，±0.5％～2％； （3）用于工业及民用水的计量，±2.5％； （4）用于包括过热蒸汽和饱和蒸汽的蒸汽计量，±2.5％； （5）用于天然气、瓦斯及家用煤气的计量，±2.0％； （6）用于重点用能设备及工艺过程控制的油的计量，±1.5％；
流量检测装置设计说明书 一、装置需求： 1. 100点流量差压信号的采集。用键盘输入流量系数，输入时可显示； 2.围0-1000l/min,采集周期0.5s,信号4-20mA，分辨力0.1%； 3.要求运用数字滤波（方法自选）； 4.计算瞬时流量（l/min）、累计流量（m3/h）,并显示； 5.操作人员可随时修改流量系数和切换显示容（瞬时/累计流量）。 二、设计说明书要求： 1.系统构成框图及构成说明，包括主要部件的选型及依据； 2.DSP与A/D转换芯片连接的电原理图； 3.程序框图，包括主要流程； 4.采集、数字滤波、流量计算程序清单。 三、差压式流量计基本理论 1.节流装置工作原理 差压式流量计是根据伯努力方程和流体连续性原理用差压法测量流量的，其节流装置工作原理如图1所示，在横截面H处：流体的平均流速是v 1 ，密度是ρ 1，横截面积是A 1 ；在横截面L处：流体的平均流速是v 2 ，密度是ρ 2 ，横截面积 是A 2 。 图1 差压流量计工作原理图根据流体流动连续性原理有如下关系式： v 1·A 1 ·ρ 1 =v 2 ·A 2 ·ρ 2 （1） 如果流体是液体，可认为在收缩前、后其密度不变： ρ 1＝ρ 2 ＝ρ（2） 根据瞬时流量的定义，即单位时间流体流经管道或明渠某横截面的数量，所
以液体的体积瞬时流量： 2211A v A v q v ?=?= （3） 根据伯努利方程（能量守恒定律），在水平管道上Z1＝Z2，则有如下关系式： 2 2 2 2 222 111v P v P ρρ+ =+ （4） 应用伯努利方程和流动连续性原理，在两个横截面上压力差则有如下关系式： )(2 212 221v v P P P -= -=?ρ （5） 将（3）代入（5）式，并整理，则得： 2221 2])( 1[2 v A A P -= ?ρ （6） 由于4 2 1D A ?= π， 4 2 2d A ?= π， 定义直径比D d = β， 其中d 为工作状况下节流件的等效开孔直径，D 为管道直径，则得到： 222 4 )1(2A q P v βρ -=? （7） 这样可推导出以下的理论流量公式： 1 2 4 24 11ρπ β P d q v ??-= （8） 又由于流量系数C 的定义是：C= 实际流量/理论流量，可得出节流式差压流 量计普遍适用的测量体积流量的实际流量公式： ρ π β εP d C q v ??-?= 24 12 4 （9） 其中，ε为被测介质的可膨胀性系数：对于液体=1； 对气体、蒸气等可压缩流体＜1 。 根据累计流量的定义，即在某一段时间流过某横截面流体的总量，所以液体的体积累计流量为： dt q Q t v v ?= （10） 因此，我们只要检测出差压即可分别计算出瞬时流量和累计流量的大小。 2. 差压变送器工作原理 在采用差压方式进行流量测量时，其流量 v Q 与差压P ?呈非线性关系，即差 压信号与流量之间存在一个开方关系。为了线性的表达流量，需要对测量系统总
课程设计报告 ( 2013—2014年度第一学期 ) 课程：过程参数检测及仪表 题目：标准节流装置的设计与计算院系：自动化系 班级： 学号： 学生姓名：Acceler 指导教师：田沛 设计周数：一周 成绩： 日期：2014 年1 月15 日
一、课程设计目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 二、设计正文 第一类命题： 已知条件：流体为水，工作压力MPa p 7.14=，工作温度215=t ℃；管道 mm D 23320=，材料为20号钢新无缝钢管；节流件为法兰取压标准孔板，材料为 1Cr18Ni9Ti ；mm d 34.11720=；差压kPa p 91.156=?，求（1）给定差压值p ?下的水流量m q ；（2）计算测量时的压力损失。 解： （1）辅助计算： 查表得到水和水蒸气密度1ρ=856.85kg/3m ，动力粘度η=127.36 10-?Pa 2s ，管道线膨胀系数D λ=12.786 10-?/℃，节流件线膨胀系数d λ=17.26 10-?/℃，可膨胀性系数ε=1。 mm t D D D t 58.233)]20(1[20=-+=λ mm t d dt d 73.117)]20(1[20=-+=λ （2）查表可知，新无缝钢管的绝对粗糙度K=0.05~0.1mm ，(4 10K/D)max =4.29<4.9，所以直管段粗糙度符合要求。 （3）迭代计算水流量m q ： 由Stolz 方程，得： 令式中0Re D = ∞，此时流出系数初始值为0C =0.60274。取精密度判据6 101-?=z ，利 用Matlab 进行迭代计算，程序代码如下： A=7912885.84;yita=127.3e-6; b=0.504;Dt=233.58; c0=0.5959+0.0312*b^2.1-0.184*b^8+2.286*b^4/Dt/(1-b^4)-0.856*b^3/Dt; c=c0;z=1; % 初值预设 5040.0== t t D d β84.79128851004.0354.0412 =-??=βηρεt t D p d A ) 62.58,:(856.0) 1(286.2)Re 10(0029.0184.00312.05959.02034475.065 .28 1 .2mm D mm D D D C D ≥--++-+=ββββ β β
石油化工自动化仪表选型设计规范 SH 3005-1999 3 温度仪表 3.1单位和量程 3.1.1温度仪表的标度(刻度)单位, 应采用摄氏度(C)。 3.1.2 温度标度(刻度)应采用直读式。 3.1.3 温度仪表正常使用温度应为量程的50%一70%, 最高测量值不应超过量程的90%。多个测量元件共用一台显示表时, 正常使甩温度应为量程的20%一90%, 个别点可低到量程的10%。 3.2 就地温度仪表 3.2.1就地温度仪表应根据工艺要求的测温范围、精确度等级, 检测点的环境、工作压力等因素选用。 3.2.2一般情况下, 就地温度仪表宜选用带外保护套管双金属温度计, 温度范围为-80一5OOC。刻度盘直径宜为1OOmm; 在照明条件较差、安装位置较高或观察距离较远的场合, 可选用15Omm。需要位式控制和报警的, 可选用耐气候型或防爆型电接点双金属温度计。仪表外壳与保护管连接方式, 宜按便于观察的原则选用轴向式或径向式, 也可选用万向式。 3.2.3 在精确度要求较高、振动较小、观察方便的场合, 可选用玻璃液体温度计, 其温度范围:有机液体的为-80一1OO℃。需要位式控制及报警, 且为恒温控制时, 可选用电接点温度计。
3.2.4 被测温度在-200一50℃或-80一500℃范围内, 在无法近距离读数、有振动、低温且精确度要求不高的场合, 可选用压力式温度计。压力式温度计的毛细管应有保护措施, 长度应小于2Om。 3.2.5 就地测量、调节, 宜选用基地式温度仪表。 3.2.6关键的温度联锁、报警系统, 需接点信号输出的场合, 宜选用温度开关。 3.2.7 安装在爆炸危险场所的就地带电接点的温度仪表、温度开关, 应选用隔爆型或本安型。 3.3集中检测温度仪表 3.3.1要求以标准信号传输的场合, 应采用温度变迭器。在满足设计要求的情况下, 可选用测量和变送一体化的温度变送器。 3.3.2 检测元件及保护套管, 应根据温度测量范围、安装场所等条件选择(不同检测元件的温度测量范围见表 3.3.2), 且应符合下列规定: 1热电偶适用于一般场合; 热电阻适田于精确度要求较高、无振动场合; 热敏电阻适用于要求测量反应速度快的场合。 2 采用热电阻温度检测元件时, 宜采用PtlO0热电阻。 3 测量设备或管道的外壁温度, 应选用表面热电偶或表面热电阻。 4 测量流动的含固体颗粒介质的温度, 应选用耐磨热电偶。 5 下列情况, 可选用销装热电阻、热电偶: a测量部位比较狭小, 测温元件需要弯曲安装; b 被测物体热容量非常小;
制冷系统节流机构及工 作原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
节流机构 节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。 常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。 一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。 节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1/4周，不能超过一周。否则，开启度过大，会失去膨胀作用。因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。 目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。
二、浮球节流阀 1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，*浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。 2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。在氨制冷系统中广泛应用的是一种低压浮球阀。低压浮球阀按液体在其中流通的方式，有直通式和非直通式两种。直通浮球节流阀的特点是，进入容器的全部液体制冷剂首先通过阀孔进入浮球室，然后再进入容器。因此，结构和安装比较简单，但浮球室的液面波动大。非直通式浮球节流阀的特点是，阀座装在浮球室外，经节流后的制冷剂不需要通过浮球室而沿管道直接进入容器。因此，浮球室的液面较平稳，但其结构与安装均较复杂。 目前我国冷冻机厂生产的浮球节流阀都是这种非直通式的。这种浮球节流阀的结构是由壳体、浮球、杠杆、阀座、平衡管、阀芯和盖等组成。 浮球节流阀在安装时的要求是浮球室的气体平衡管应接在筒身上，而不应接在液体分离器的吸气管上。液体平衡管不应接在液体分离器与蒸发器之间的供液管上，也不应接在低压循环贮液筒的氨泵吸液管上，以免浮球室内液面波
节流装置 节流装置由节流元件、测量管段（节流元件前后的直管段）与取压装置等三部分组成。 节流装置分为标准节流装置和非标准节流装置两大类。标准节流装置中，节流元件的结构形式、尺寸和技术要求等均已标准化（我国现行标准为GB／T2624--1993），对取压方式、取压装置以及对节流元件前后直管段的要求也有相应规定，有关计算数据都经过大量的系统实验而有统一的图表可供查阅。按标准规定设计制造的节流装置，不必经过单独标定即可投入使用。 ①标准节流装置的适用条件 a．流体必须是牛顿流体，在物理学和热力学上是均匀的、单相的，或者可认为是单相的流体，如混合气体，溶液，分散性粒子小于0.1／μm的胶质溶液，含有不超过2％（质量成分）均匀分散的固体微粒的气体以及不超过5％（体积成分）均匀分散气泡的液体流，均可按单相流体考虑，但其密度应取平均密度。 b．流体必须充满管道和节流装置且连续流动，流经节流元件前流动应达到充分紊流，流束平行于管道轴线且无旋转，流经节流元件时不发生相变。
c．流动是稳定的或随时间缓变的，不适用于脉动流和临界流的流量测量，流量变化范围亦不能太大（一般最大流量与最小流量之比值不超过3：1）。 ②标准节流元件的结构形式 标准节流元件有孔板、喷嘴和文丘里管。工业上最常用的是孔板，其次是喷嘴，文丘里管使用较少。 a．标准孔板 标准孔板是一块具有与管道同心圆形开孔的圆板，如图1所示，迎流一侧是有锐利直角t入口边缘的圆筒形孔，顺流的出口呈扩散的锥形。标准孔板的各部分结构尺寸、粗糙度在“标准”中都有严格的规定。它的特征尺寸是节流孔径d，在任何情况下，应使d>12.5 mm，且直径比卢应满足0.20≤β≤0.75；节流孔厚度E应在0.005D与0.02D（D为管道直径）之间；孔板厚度E应在e与0.05D之间；扩散的锥形表面应经精加工，斜角F应为450±150。 标准孔板结构简单，加工方便，价格便宜；但对流体造成的压力损失较大，测量精度较低，而且一般只适用于洁净流体介质的测量。此外，测量大管径高温高压介质时，孔板易变形。 b．标准喷嘴
流量计的选型及其应用 流量计在工业生产中的应用非常广泛普遍用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护等行业，它是发展生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和改善管理水平的重要工具。由于流量测量技术与流量计类型繁多，测量对象复杂多样，决定了流量计在应用技术上的复杂性。因此，流量计选型具有很强的技术性和实用性。 首先必须了解清楚被测量对象的工况条件、物理化学性质、测量范围等，其次要掌握各种流量计的工作原理，以及它们的适用场合、使用条件和所具有的特性品质等；最后还要掌握各个厂家产品质量的动态信息。 常用的几种流量计 根据流量计的不同测量原理和实际生产需要来选取合理的流量计。流量测量技术按测量原理有：力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。下面介绍几种在工业生产中广泛使用的流量计，即容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、涡街流量计、超声流量计和质量流量计。 1.1容积式流量计 容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类，它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。其特点是计量精度高，安装管道条件对计量精度没有影响，可用于高粘度液体的测量，测量范围宽，其中直读式仪表无需外部能源可直接获得累计、总量，清晰明了，操作简便。但是它的体积庞大，被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大，不适用于高、低温场合，大部分仪表只适用于洁净单相流体，会产生噪声及振动。容积式流量计中椭圆齿轮式和腰轮式流量计已被广泛使用。 1.2 差压式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件
第五章节流装置和辅助设备 第一节节流装置 一、手动膨胀阀 图5-1 手动膨胀阀阀芯 （a）针型阀芯；（b）具有V形缺口的阀芯 二、浮球式膨胀阀 图5-2 直通式浮球膨胀阀图5-3 非直通式浮球膨胀阀 (a) 安装示意图；（b）工作原理图（a）安装示意图；（b）工作原理图 三、热力膨胀阀 （一）内平衡式热力膨胀阀 p1——阀后制冷剂的压力，作用在膜片下部，使阀门向关闭方向移动； p2——弹簧作用力，也施加于膜片下方，使阀门向关闭方向移动，其作用力大小可通过调整螺丝予以调整；
第五章 节流装置和辅助设备 出气 0.68 C p C = 0.584, t C = 10℃ 图5-4 内平衡式热力膨胀阀的工作原理 1－阀芯；2－弹性金属膜片；3－弹簧；4－调整螺丝；5－感温包 p 3——感温包内制冷剂的压力，作用在膜片上部，使阀门向开启方向移动，其大小取决于感温包内制冷剂的性质和感温包感受的温度。 （二）外平衡式热力膨胀阀 出气 C p C = 0.548, t C = 8℃ 图5-5 外平衡式热力膨胀阀 1－阀芯；2－弹性金属膜片；3－弹簧；4－调整螺丝；5－感温包；6－平衡管 使用外平衡式热力膨胀阀的蒸发器阻力损失值（R22） 表5-1
制冷 制热 7 图5-6 带保险结构的双向热力膨胀阀 1—膜盒；1-1—感温管；1-2—连接毛细管；1-3—顶盖；1-4—膜片；1-5—底盖； 1-6—限位块；1-7—感温剂； 2-阀体；2-1—阀座孔；3—压力传递管；4—阀针； 5—阀芯；6—平衡弹簧；7, 8—液体连接管 （三）感温包的充注 1. 充液式热力膨胀阀 p 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 -50 -40 -30 -20 -10 10 20 压力, M P a 温度，℃ f e c b a 饱和压力温度线p 1 1+ p 2 (p 2=0.096) d 温度（℃） 压力（M P a ） 图5-7 充液式热力膨胀阀的过热度 饱和压力线P 1(感温包压力线P 3) 2. 充气式热力膨胀阀 3. 其它充注式热力膨胀阀 图5-8 充气热力膨胀阀感温包内制冷剂特性曲线 压力 温度 f e c b a 感温包 压力p 3 p 1 + p 2 d 图5-9 交叉充液式热力膨胀阀的特性
节流装置的选型及应用 开封仪表有限公司 教授级高级工程师 邵朋诚
我们开封仪表有限公司是著名的流量仪表研发、制造、测试基地，建厂50余年来，在流量仪表方面多有建树，可以说，我们的企业在产品品种和规格方面是国内流量仪表厂家的龙头。由于流量测量的特殊性，市场上出现并使用的流量仪表种类众多，其中市场占有量最大的仍然是节流装置。广大用户很想了解节流装置选型和应用方面的知识，这是一个复杂的问题。限于本人的知识水平，我无法全部解决大家的问题，在这里，本人就这一议题从以下4个方面和大家交流、切磋。讲得不对的地方，欢迎批评、指正。 1.基础知识 虽然基础知识对于一位急于选型和使用的用户来说似乎是“远水不解近渴”，但了解基础知识的确能帮助用户最佳选型、最佳使用。以下通过介绍几个名词来了解一些基础知识、有利于了解节流装置的基本原理。 （1）流量 定义：在一定时间（秒、分、小时）内通过某指定截面内的物料量。若物料量是以体积（容积）单位（如升、立方米）来表示，则称为体积（容积）流量，此时尚需注明是标况（0℃或20℃，101.33kPa）或工作状况下，需注明是在哪一个温度、压力下的体积（这一点特别重要）；若以质量单位（如千克、吨）表示，则称质量流量。注意区分“流速”、“流速分布”“流通截面”的含意。对于插入式仪表，直接测量的实际上是流速，要得知流量还需要“流速分布”。 （2）密度
定义：单位体积的介质所具有的质量。 介质的密度与其组分、温度、压力、湿度等有关。节流装置的输出值与此有关。由于流体介质的复杂性，这个参数往往是变动的，如果不能进行实时补偿，将会直接影响流量的测量精度。 （3）粘度 定义：流体的粘度是表征分子微观作用的宏观表现的物理量。 A.气体：是由无规则分子运动（热运动）引起的； B.液体：是由分子间的引力、因流层间的速度差而产生的。 主要有三种表示方法： ①动力粘度：μ＝剪切压力τ/剪切速率d 称为牛顿内摩擦定律。国际单位制（SI制） Pa·s（帕·秒），常用其103-:mpa·s(厘泊cp) ②运动粘度（比密粘度）υ＝μ/ρ SI单位 m2/s 常用其103-: mm2/s(厘司特cst). ③“条件”粘度,是在一定条件下的粘度。主要有：恩格勒度(恩氏度)、赛波特秒（赛氏秒）、雷德伍德秒（雷氏秒）等。 （4）等熵指数κ:可逆绝热（等熵）转换条件下，介质压力相对变化与密度相对变化之比。 对于节流装置、临界流流量计及热式流量计，需要知道等熵指数κ，因为节流装置测量气体流量时需要计算可膨胀性系数ε、临界流流量计需要计算临界流函数C 。一般用气体的“比热比”代替。 （5）雷诺数：是表征流体流动特性的一个参数，它等于流体流 动时惯性力与粘滞力之比：R e = ν ul是一个无量纲的纯数
节流机构 节流是压缩式制冷循环不可缺少的四个主意过程之一。节流机构的作用有两点：一是对从冷凝器中出来的高压液体制冷剂进行节流降压为蒸发压力；二是根据系统负荷变化，调整进入蒸发器的制冷剂液体的数量。 常用的节流机构有手动膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀以及阻流式膨胀阀(毛细管)等。它们的基本原理都是使高压液态制冷剂受迫流过一个小过流截面，产生合适的局部阻力损失(或沿程损失)，使制冷剂压力骤降，与此同时一部分液态制冷剂汽化，吸收潜热，使节流后的制冷剂成为低压低温状态。 一、手动节流阀手动膨胀阀和普通的截止阀在结构上的不同之处主要是阀芯的结构与阀杆的螺纹形式。通常截止阀的阀芯为一平头，阀杆为普通螺纹，所以它只能控制管路的通断和粗略地调节流量，难以调整在一个适当的过流截面积上以产生恰当的节流作用。而节流阀的阀芯为针型锥体或带缺口的锥体，阀杆为细牙螺纹，所以当转动手轮时，阀芯移动的距离不大，过流截面积可以较准确、方便地调整。 节流阀的开启度的大小是根据蒸发器负荷的变化而调节，通常开启度为手轮的1/8至1 /4周，不能超过一周。否则，开启度过大，会失去膨胀作用。因此它不能随蒸发器热负荷的变动而灵敏地自动适应调节，几乎全凭经验结合系统中的反应进行手工操作。 目前它只装设于氨制冷装置中，在氟利昂制冷装置中，广泛使用热力膨胀阀进行自动调节。 二、浮球节流阀 1、浮球节流阀的工作原理浮球节流阀是一种自动调节的节流阀。其工作原理是利用一钢制浮球为启闭阀门的动力，*浮球随液面高低在浮球室中升降，控制一小阀门开启度的大小变化而自动调节供液量，同时起节流作用的。当容器内液面降低时，浮球下降，节流孔自行开大，供液量增加；反之，当容器内液面上升时，浮球上升，节流孔自行关小，供液量减少。待液面升至规定高度时，节流孔被关闭，保证容器不会发生超液或缺液的现象。 2、浮球节流阀的结构型式与安装要求浮球节流阀是用于具有自由液面的蒸发器，液体分离器和中间冷却器供液量的自动调节。在氨制冷系统中广泛应用的是一种低压浮球阀。低压浮球阀按液体在其中流通的方式，有直通式和非直通式两种。直通浮球节流阀的特点是，进入容器的全部液体制冷剂首先通过阀孔进入浮球室，然后再进入容器。因此，结构和安装比较简单，但浮球室的液面波动大。非直通式浮球节流阀的特点是，阀座装在浮球室外，经节流后的制冷剂不需要通过浮球室而沿管道直接进入容器。因此，浮球室的液面较平稳，但其结构与安装均较复杂。 目前我国冷冻机厂生产的浮球节流阀都是这种非直通式的。这种浮球节流阀的结构是由壳体、浮球、杠杆、阀座、平衡管、阀芯和盖等组成。 浮球节流阀在安装时的要求是浮球室的气体平衡管应接在筒身上，而不应接在液体分离器的吸气管上。液体平衡管不应接在液体分离器与蒸发器之间的供液管上，也不应接在低
LG节流装置 选 型 使 用 说 明 书
目录 1.产品功能用途和适用范围 (1) 2.产品型式及编码 (1) 2.1 产品型号及编码 (1) 2.2 产品组成 (3) 3.产品工作原理与主要结构 (4) 3.1 原理 (4) 结构 (4) 4.基本参数 (5) 4.1执行标准 (5) 4.2 公称通径 (5) 4.3 公称工作压力 (5) 4.4 精确度等级 (5) 5.安装使用和调整 (5) 5.1 安装的基本要求 (5) 5.2 对管道的要求 (5) 5.3 对导压力管的要求 (6) 5.4 使用和调整 (10) 6.保养、修理及常见故障排除 (10) 7.供应成套性 (10) 7.1 仪表成套性 (10) 7.2 随机文件 (10) 8.订货须知 (13)
节流装置使用说明书 1产品功能用途和适用范围 测量流经管道介质流量的方法有多种，但其中应用最广泛、最普遍的是节流装置，它的使用历史悠久，在国际、国内都已经标准化，在石油、化工、冶金、电力、轻纺、科研等行业的生产过程中，大量地使用着各种类型的节流装置进行流体流量的测量，控制和调节，节流装置具有结构简单、牢固、工作可靠、性能稳定、精确度高、价格低廉等优点，因而节流装置的用量与其它流量仪表相比占有绝对优势。 节流装置与差压流量变送器配套使用，现场量程连续可调，并能输出标准信号（0~10mAD、C或4~20mAD、C）再输入到二次仪表，便显示出管道内流体的瞬时流量和累积总量，若把标准信号输入到工业控制机，可以自动整点打印出瞬时流量和累积总量，为用户的使用提供了很大方便。 节流装置包括标准节流装置（包括标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管、V型锥、长径喷嘴、楔形流量计、弯管流量计等），和非标准节流装置（包括四分之一圆喷嘴、四分之一圆孔板、小孔板、双重孔板、圆缺孔板、锥形入口孔板等），取压方式有环室取压、法兰取压、当流体的雷诺数较低者或含有杂质时，可选用非标准节流装置。 2产品型式号及编码 2.1产品型号及编码 节流装置的型号及含义如下 LGB —XX X X XX X X A码B码C码D码E码F码 F：法兰取压 J：环室取压 孔板节流装置 A~F码的含义如下: A码—表示管道公称通径用二位数表示; B码—表示公称工作压力,用一位数表示; C码—表示公称通径管子外径尺寸系列(GB1245-90),用一位数表示; D码—表示孔板类别,用二位数表示; E码—表示孔板材质与法兰材质,用一位数表示; F码—表示孔板附件,用一位数表示。 上述各码具体代码详见《节流装置编码一览表》。 2.2 产品组成 a 法兰取压的节流装置：由取压法兰、节流件、密封垫片及紧固件，配二次 仪表可显示瞬时流量及累积总量。 b环室取压的节流装置：由法兰、环室、节流件、密封垫片及紧固件，配二次仪表可显示瞬时流量及累积总量。
节流装置是包括节流件、取压装置和前后测量管在内的整个装置。当充满管道的流体流经节流装置时，在节流件前后产生一压力差，并通过取压装置将差压信号传给差压计检出，从而确定其流量的大小。 由于标准件节流装置的流量系数都是在一定的条件下通过试验取得的。因此，除对节流件和取压装置有严格的规定外，对管道、安装、使用条件都有严格的规定。如果实际工作中偏离了规定条件，则引起的流量误差是难以估计的。 1.管道条件 (1) 安装节流件用的管道应该是直的，并且是圆形管道。 (2) 管道内壁可以是光滑，也可以是粗糙的，但一定要需要洁净，不应混有杂质。 (3) 节流件前后要有足够长的直管道长度。但是，在工业管道上常常会有拐弯、分叉、汇合、闸门等局部阻力件出现，原来平稳的流束流过这些阻力件时会受到严重的扰乱，而后流经相当长的管段才会恢复平稳。因此，要根据局部阻力的不同情况，在节流件前后设置不同长度的直管段。 2安装要求 (1) 节流件在管道中的安装应保证其前端面与管道轴线垂直，垂直度不得超过±1°，同时还应保证其开孔与管道同心。 (2) 夹紧节流件用的密封垫片(包括环室与法兰、环室与节流件和法兰取压的法兰与孔板之间的垫片)，在夹紧后不得突入管道内壁。垫片不能太厚，最好不超过0.5mm。 (3) 新装管路系统必须在管道冲洗和扫线后再进行节流件的安装。 (4) 凡是用于调节流量的阀门，最好安装在节流件后最小直管段以外。 (5) 节流装置的各管段和管件的连接处不得有任何管径突变。 3.使用要求 标准节流装置在使用时，必须满足下列条件 (1) 流体必须充满圆管和节流装置，并连续的流经管道。 (2) 流体必须是牛顿流体，在物理学上和热力学上是均匀的，单相的，或者可以认为是单相的，包括气体、溶液。 (3) 流体流经节流件时不发生相变。 (4) 流体流量不随时间变化，或变化较缓慢。 (5) 流体在流经节流件前，其流束必须与管道轴线平行，不得有旋转流。 节流装置的形式多种多样，常州成丰拥有在实际生产中使用最多的标准节流件，分别是标准孔板、标准喷嘴以及标准文丘里管。在此将此文献给所有流量计厂家及用户，常州市成丰流量仪表有限公司在自身发展的同时，也希望各行业同仁，尤其是流量计用户们，能真正买到适合自己的产品，并将产品好好的维护下去。
文章编号: 1005—0329(2004)08—0054—03 节流机构流量特性试验台的研制 张保青,马善伟,张 川,陈江平,陈芝久 (上海交通大学,上海 200030) 摘 要: 从节流机构流量特性研究方法和研究现状出发,分析了目前节流机构流量特性研究存在的问题,并介绍了基于“液环法”的节流机构流量特性试验台。与传统试验方法相比,该试验台具有测试范围广、系统稳定性好、投资费用少、节能等优点。 关键词: 节流机构;流量特性;试验台 中图分类号: T B65 文献标识码: A Development of T est B ench on Flow Characteristic of the Throttle Mechanism ZH ANG Bao2qing,M A Shan2wei,ZH ANG Chuan,CHE N Jiang2ping,CHE N Zhi2jiu (Shanghai Jiaotong University,Shanghai200030,China) Abstract: The method and status on flow characteristic of the throttle mechanism are presented,m oreover,the problems on reseaching the throttle mechanism at present are analyzed,and a new test bench based on liquid ring method(LRM)is introduced.C ompared to the traditional method,LRM has great advantage on wide test range,better stability,less investments and energy2saving. K ey w ords: the throttle mechanism;flow characteristic;test platform 1 前言 节流机构是制冷系统中最重要的部件之一,它直接控制着蒸发器制冷剂的流量和蒸发器出口的过热度。节流机构与系统其它主要部件的良好匹配是改善系统运行并适应系统负荷变化的基础: (1)在压缩式制冷系统“四大件”的研究中,最薄弱的是节流元件,尚有不少盲区。影响节流机构流量系统的因素:工质的特性、工质的流动情况、几何参数等,众家说法不一。莉井浩对系统进行了研究[1],并得出线性阀的流量系数不仅与工质的物性有关,还与阀的几何参数有关,而Davies 和Daniels则认为流量系数仅仅与工质的流动情况有关[2]。 (2)各种先进的控制算法应用于制冷系统,最终亦是通过执行机构即节流机构施加到对象中[3]。当选用电子膨胀阀作为系统的节流机构时,膨胀阀自身的流量特性则是改善系统控制特性,补偿蒸发器非线性最重要的因素之一。 (3)试验研究是节流机构流量特性研究最常用也是最为有效的手段,目前,常用的研究方法主要有氮气法和气环法等。由于氮气与制冷剂在通过节流机构时存在相变与否的本质差别,理论研究与试验验证均表明此法存在着较大偏差(约大20%),气环法则由于更换制冷剂较麻烦,一般仅仅适用于一种制冷剂的研究,因此有必要寻求新的实验研究方法。 (4)由于电子膨胀阀具有可以按预置的调节规则动作、调节范围宽、调节反应快等优点,逐渐应用于各种制冷系统,因此开发、研制具有良好流量特性且能与各种制冷系统匹配的电子膨胀阀显得非常重要。 鉴于这些问题我们研制了基于“液环法”的节流机构流量特性试验台,它具有测试范围广、操作简单、工况容易稳定、更换制冷剂方便、节能等优 收稿日期: 2003—09—22
节流装置设计指导书 题目：节流装置设计指导书 学生： 指导教师： 专业班级：
能源科学与工程学院2016年12月
目录 第一章．节流装置的设计计算命题 1.1设计所给命题 第二章．节流装置的设计计算 2.1节流装置设计计算命题 2.2设计计算（孔径计算）的方法 2.2.1已知条件 2.2.2辅助计算 2.2.3计算 2.3计算公式 2.3.1流量公式 2.3.2雷诺数计算式 2.3.3节流件开孔直径d和管道经D计算式 2.3.4可膨胀性系数计算式 2.3.5迭代计算法 第三章．具体计算过程 3.1给定条件 （1）工作状态下流体流量测量围上限值 （2）工作状态下管道径D （3）工作状态下水的密度、粘度μ （4）计算 （5）管道粗糙度 （6）确定差压上限值 3.2计算 （1）求 （2）迭代计算 （3）求，计算 （4）求，计算 （5）求d值 （6）验算流量 （7）求值 （8）确定加工公差 （9）确定压力损失 （10）根据和管路系统，可得直管长
一、节流装置的设计计算命题 1．1设计所给命题 ①被测流体：水 ②流体流量：m ax m q =500t/h ；mcom q =400t/h ；m in m q =200t/h ③工作压力：p 1=14.6Mpa （绝对） ④工作温度：t 1=220℃ ⑤20℃时的管道径：D 20=233mm ⑥管道材料：20# 钢，新的无缝钢管，管道材料热膨胀系数λD =12.78×10-6mm/mm ·℃ ⑦允许的压力损失：不限 ⑧管道敷设： ⑨选用法兰取压标准孔板配DBC 型电动差压变送器 二、节流装置的设计计算 2.1节流装置设计计算命题 ①已知节流装置型式，管道径D ，节流件开孔直径d 被测流体参数ρ、μ，根据测得的差压值Δp ，计算被测流体流量m q 或v q 。 ②已知管道径D ，被测流体参数ρ、μ，管道布置条件，选择流量围，差压测量上限m ax p ?，节流装置型式，计算节流件开孔直径d 。 ③已知管道径D ，节流件开孔直径d ，被测流体参数ρ、μ，管道布置条件，节流装置型式，流量围，计算差压值p ?。 ④已知节流装置型式，直径比β，压值p ?，流量m q 或v q ，被测流体参数ρ、μ，计算管道径D 和节流件开孔直径d 。 命题①为现场核对投用流量计的测量值；命题②为新装设计节流装置的设计计算，一般设计计算就是指此命题，命题③用于现场核对差压计的测量值；命题④用以确定现场需要的管道尺寸。 2.2设计计算（孔径计算）的方法 2.2.1已知条件 ①被测流体（混合介质的组分百分数）。 ②流体流量：最大m ax m q （或max v q ）；常用mcom q （或vcom q ）（可取0.8m ax m q ）；最小m in m q 。 ③节流件上流取压孔处被测流体的工作压力（绝对）。