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0 前言
長期以來，節(jié)流裝置（孔板、噴咀、文丘利管）因適用于多種流體（氣體、液體、蒸汽），且耐高溫高壓，在許多行業(yè)中，如化工、電力、鋼鐵、冶金、石油天然氣、建材……多采用它用以監(jiān)測流量參數(shù)。在流量儀表市場中，約占60%以上的份額。對于這種量大面廣的儀表，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 “封閉管道中流體流量測量專業(yè)委員會”（ISOTC30）極為重視，制定了節(jié)流裝置流量測量標(biāo)準(zhǔn)ISO5167，并根據(jù)使用中的問題不斷修改完善。我國的節(jié)流裝置國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2624-93），在市場全球化的思想指導(dǎo)下，與其接軌，也等效采用ISO-5167。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTC30經(jīng)二年多的討論醞釀，重新修訂了ISO5167，並于2003年3月公布執(zhí)行ISO-5167新的標(biāo)準(zhǔn)，引起了國內(nèi)流量專業(yè)人士的關(guān)注。
1 ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)修改的主要內(nèi)容：
1.在沒有流動調(diào)整器條件下，對節(jié)流裝置（孔板、文丘利管）上游所要求的直管段普遍提出了更長的要求；
2.建議在節(jié)流裝置上游安裝流動調(diào)整器，以適當(dāng)縮短所要求的直管段長度；
3.根據(jù)大量數(shù)據(jù)回歸的R/G公式取代原來的sto1z公式；
4.采用新公式來計(jì)算孔板的可膨脹系數(shù)；
5.修訂了關(guān)于孔板不同軸度、不平度及上游管內(nèi)壁粗糙度的限制要求。
以上5條，對使用者來說主要關(guān)心的是1、2二條；
2 流動調(diào)整器（Flow Conditioner）
在直管段達(dá)不到表1的要求長度時，管道中的流速分布不是充分發(fā)展紊流，流速分布不對稱，有畸變還可能有漩渦、回流（圖1）。ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)建議采用流動調(diào)整器，認(rèn)為選用后可改善流動情況，無需過長的直管段即可達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。
流動調(diào)整器的結(jié)構(gòu)，主要有以下三種類型：①多孔板 在一個平板上鉆多個圓孔，這種結(jié)構(gòu)將有助于改善流速分布；但不能清除旋渦；②管束 有助于減小、消除流動中的漩渦。③綜合型 將以上二種結(jié)合起來，由ISO推薦的Zanker及由ASME推薦的Sprenkle等流動調(diào)整器即綜合型結(jié)構(gòu)。
圖2所示的三類流動調(diào)整器的主要功能，a類可減小漩渦，壓損較小，但效果較差；b類，可減少、消除漩渦。并改善中等程序的流速分布畸變，壓損較大；c類在消除漩渦及改善流速分布的性能均優(yōu)于a、b二種類型，壓損也較大。
圖2C所示的綜合型流動調(diào)整器；效果均較好，但Zanker及Sprenkle的結(jié)構(gòu)都太復(fù)雜，制造成本較高；而R.W.Miller所推薦的Ｍitsubishi調(diào)整器結(jié)構(gòu)較簡單，僅在一個厚為0.13D的板上鉆35個0.13Ｄ的圓孔，效果較好，不太復(fù)雜，易于制造，壓損中等。
在直管段長度達(dá)不到要求時采用ISOTC30推薦的流動調(diào)整器，并非萬全之計(jì)，它在改善了流動情況的同時，又帶來了以下弊病：①增加成本。制造一臺流量調(diào)整器的成本不亞于一臺流量計(jì)。②增加安裝、維修工作量。③易于堵塞。采用流動調(diào)整器緣于在直管段達(dá)不到ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)要求的長度，仍希望維持孔板等節(jié)流裝置較高準(zhǔn)確度的一項(xiàng)技術(shù)措施�？墒屡c愿違，由于效果好的流量調(diào)整器均易于堵塞，并造成了流動的畸變，它又反過來降低了測量準(zhǔn)確度。因此，采用流動調(diào)整器并非上策，要徹底解決問題，只有采用新型節(jié)流裝置。此時，業(yè)內(nèi)比較關(guān)注的是采用環(huán)形通道流量計(jì)。
3 環(huán)形通道流量計(jì)
3.1內(nèi)錐式流量計(jì)
上世紀(jì)80年代中期，由美國MCCROMETER公司研制、推出了這種新型節(jié)流裝置，由于內(nèi)錐具有整流作用，要求前、后直管段長度都很小。特別適用于ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)公布后所面臨的困境。我國天津、上海、寧夏均有產(chǎn)品推向市場。
原理：
內(nèi)錐式流量計(jì)仍是一種通過節(jié)流測取差壓以推算流量大小的節(jié)流裝置。節(jié)流件為一個懸掛在管道中央的錐形體，前錐角約30°,后錐角約150°。高壓P1取自錐體前流體未擾動（即未形成節(jié)流，流體未加速）的管壁；低壓P2取自后錐體中央，并通過內(nèi)錐支承桿引至管外，其差壓△P的平方根與流量成正比。計(jì)算與孔板、噴咀等類似，只是需要將環(huán)形通道面積折合為孔板內(nèi)孔面積，計(jì)算公式如下：
計(jì)算公式
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