威力巴流量計和孔板流量計的壓損

這兩種流量計其測量的理論基礎是：在充滿流體的管道中，固定放置一個流通面積小于管道截面積的阻力件（節流件），則管道內流體在通過該節流件時就會造成局部收縮，在收縮處流速增加，靜壓力降低，因此，在節流件前后將產生一定的壓力差。對于一定形狀和尺寸的節流件、一定的測壓位置和前后直管段、一定的流體參數情況下，節流件前后的差壓△P與流量Q之間關系符合伯努利方程。
　　
　　這種流量計不可避免地會在管道中產生*壓損。以孔板為例，其流體壓力損失的主要原因是孔板前后渦流的形成以及流體的沿程摩擦，它使得流體具有的總機械能的一部分不可逆轉地變成了熱能，消失在流體內。人們采用了噴嘴、文丘里管等節流件，以盡量減少節流件前后的渦流區，盡而減少流體的壓力損失。
　　
　　威力巴流量計采用了子彈頭形的革命性設計，使得其不僅在流量測量上保持了高精度、高強度和大量程比，還使得管道壓損大大降低。
　　
　　威力巴和孔板的壓損比較：
　　
　　孔板壓損的經驗公式：
　　
　　當β=0.6時，PPLo=0.6×△P
　　
　　當β=0.7時，PPLo=0.5×△P
　　
　　其中：β-------孔板的孔徑比
　　
　　△P------孔板產生的差壓
　　
　　PPLo-----孔板產生的壓損
　　
　　標準噴嘴壓損大約為：PPLn=0.28×△P~0.33×△P
　　
　　通過實驗可以得出，威力巴的壓損大約為：PPLv=0.03×△P
　　
　　由于威力巴的差壓△P比孔板的差壓△P小一個數量級，而壓損的比例又小了一個數量級，所以威力巴的壓損和孔板的壓損相比是微乎其微的。
　　
　　下面我們將壓力損失的表示式寫出來：
　　
　　節流件壓損帶來的功率損失，其計算表達式為：
　　
　　Hp’=Q×PPL
　　
　　其中：Q------流體體積流量PPL----節流件產生的壓損
　　
　　假設為了彌補節流件帶來的不可恢復的壓損，我們在其后增加一臺壓力泵，該泵的效率假定為η。
　　
　　則：Hp=Q×PPL÷η
　　
　　其中:Q---------流體體積流量AM3/S
　　
　　PPL------節流件產生的壓損KPa
　　
　　η------電動機效率無量綱常數
　　
　　Hp--------功率損失KW
　　
　　舉例說明：以蒸汽測量為例
　　
　　假設一測點，測量介質為過熱蒸汽，管徑為Φ325×13mm，壓力為3900KPaG，溫度為450℃，在此溫度、壓力下其蒸汽密度為12.511Kg/M3，介質流量為50T/H時威力巴所產生的差壓為5.600KPa。
　　
　　威力巴所產生的壓損：PPLv=0.03×△P=0.03×5.600=0.168KPa
　　
　　根據上述公式，功率損失：Hp=Q×PPL÷η
　　
　　因工況下過熱蒸汽的密度為12.511Kg/M3，所以工況下（3900KPaG,450℃）介質體積流量為：
　　
　　體積流量=質量流量/介質密度
　　
　　Q=50×1000÷12.511≈3996.5M3/H=1.110M3/S（3900KPaG,450℃）
　　
　　假設電動機效率η=0.8
　　
　　則：威力巴損失的功率為Hp=1.110×0.168÷0.8=0.233（KW）
　　
　　假設一年運行365天，每天運行24小時，每度電的電費為0.8元，那么一年威力巴的能耗換算成電費：￥/年=365×24×0.233×0.8≈1633￥/年
　　
　　假設另一相同測點使用孔板測量，同樣條件下孔板的壓差30Kpa，孔板的β=0.7，孔板所產生的壓損：PPLo=0.5×30=15.0KPa
　　
　　威力巴比孔板的*壓損降低的百分比為：（15.0-0.168）÷15.0×=98.88%
　　
　　很明顯，它是一種、節能的均速流量探頭。