角接取压孔板在不同版GB 2624 下计算得到的流出系数及流量的比较分析

史振东 王京安 段慧明 张志力 赵海升

（1.中国计量科学研究院，北京 100029；2.北京博思达新世纪测控技术有限公司，北京 100191）

0 引言

标准孔板是机械加工获得的一块圆形穿孔的薄板，是差压式流量计的节流件，拥有悠久的历史。随着工业生产和科学技术的进步，越来越多的新型流量计得到了发展。但孔板流量计，作为一种经典的流量计，具有结构简单，无可动部件、长期使用稳定可靠等优点，有丰富的设计制造和应用经验。此外，标准化程度高，线性好，可不必进行实流标定。因此孔板在国内外得到了广泛的应用，拥有巨大的市场。孔板流量计有可靠的实验数据，并有国家标准GB 2624，对标准孔板进行了描述和规定。随着理论研究和试验数据的日益完善，GB 2624 也由1993 版本更新到2006 版本。那么在相同条件下，分别以GB 2624—2006 和GB 2624—1993 计算流量，计算结果的差别有多大？ 本文就此进行了探讨。

1 GB 2624—1993 与GB 2624—2006 关于流出系数的异同分析

孔板流量计计算流量公式为：

式中：d 为孔板内径；β 为孔径比；ε为可膨胀系数；C为流出系数；△p为孔板上下游差压；P为流体密度。

从式（1）可以看出，在孔板、管道、差压、介质及其状态相同的条件下，流量仅与流出系数、可膨胀系数的大小有关。

GB/T 2624—2006 根据大量数据回归的R/G公式取代GB/T 2624—1993 的stolz公式计算孔板流出系数。

角接取压孔板在GB 2624—1993 中流出系数的计算公式为：

角接取压孔板在GB 2624—2006 中流出系数用Reader-Harris/Gallagher（1998）公式计算：

式中：

对于角接取压：

式（3）简化为：

从式（2）、（4）可以看出，流出系数公式有较大不同。

2 以水为介质角接取压孔板的流出系数及流量计算

下面以实例进行分析，已知条件：管道内径为100mm、孔板内径为50mm；介质为水，工作压力为0.3MPa，工作温度为20℃；取压方式为角接取压。以GB 2624—1993 计算和以GB 2624—2006 计算的流出系数和质量流量比较分别如表1 和表2 所示。

表1 以GB 2624—1993 计算和以GB 2624—2006 计算流出系数比较

由表1 可以看出，随着差压的增大，流出系数减小；由表2 可以看出，随着差压的增大，质量流量增大。

由表1 和表2 可以看出，在同一差压下，质量流量的偏差与流出系数的偏差是相同的，这是因为在其它条件相同，即管道内径、孔板内径、介质、工作压力、工作温度都完全相同的情况下，流量公式中只有流出系数一个变量，而流量与流出系数成线性关系。

从表2 可以看出，在本文工作条件下，按GB 2624—2006 计算出来的流量比GB 2624—1993 计算出来的流量偏大，随着差压的增加，计算结果之间的偏差逐渐减小，但减小的幅度很小。

表2 以GB 2624—1993 计算和以GB 2624—2006 计算质量流量比较

3 结论

本文系统地介绍了GB 2624—1993、GB 2624—2006 流出系数的公式，并将角接取压方式的孔板流出系数的公式进行了简化整理，以GB 2624—2006计算出来的流出系数及流量与以GB 2624—1993 计算出来的流出系数及流量进行了比较分析，有利于生产厂家及广大用户进行孔板设计计算及流量计算。而现行的JJG 640—1994《差压式流量计检定规程》，与GB 2624—1993 基本一致，本文对流出系数及流量计算结果的比较分析对如何更好地贵彻和完善检定规程具有较大的思义。