|
节流装置在工业领域中对气体测量中有着广泛的应用，不但可以测量一般气体的流量，而且适用于含各种杂质（尘埃、悬浮、沉淀等）的流体，如各种煤气热风、烟道气、天然气、高炉煤气等。节流装置有很多优点，但取压管路在宣传敷设工作量大，还容易出现泄露，堵塞等问题。近年来差压变送器取得了突飞猛进的发展，不但体积小，而且更稳定，调整方便，使用过程中基本上不需要调整零点。这些优点正常了一体型节流装置流量计（孔板、环形孔板、喷嘴流量计、平衡流量计）的开发应用。河南思科测控技术有限公司在本文中针对高压气路中的节流装置进行分析，结合了节流装置的工作原理及及使用情况的总结，并对节流装置在设计进行了简要的介绍。通过分析能够对节流装置的原理设计及实际应用有一定的帮助。
在工程使用中，高压气体经常作为动力源，同事在某些特殊场合，高压气体还作为产品制冷的气源。节流装置作为可以调节压力的装置，在气路系统中应用广泛。
节流装置实际就是气阻。就是指体积小，阻力大的流通部件，其形式很多，可以做成如毛细管，也可以做成可调节流装置。恒定值节流装置指在一定的压降和流量时，两者的比值为定值，不可调节。
节流装置分为可调及不可调两种，不可调节流装置一般用于改变气体流量，其使用压力能够较高，单对气路的纯净度有一定的要求；可调式节流装置不易堵塞，流量不稳定，一般用于低压场合。两者的节流原理是一致的，在这里主要件数固定式节流装置的应用。
节流原理，在气路中，精彩采用节流装置来控制流量及压力，一般的节流装置是通过在管路中改变通气面漆的方法实现的，常用的节流装置分为小孔计缝隙，在管路中经常采用的为小孔，缝隙一般用于阀门。在气路中设计使用节流装置是，应该遵守比例要求，依据伯努利方程，节流装置的流量与两端的压差有下列关系：
q=KATΔpm 式中q—经过节流装置的流量；K—由孔形状、长度及气体决定的系数；Δp—节流孔前后的差压；m—孔长径比决定的系数。
节流装置的实际应用：
节流装置可以用于于气体流量与压力的调节，也可以用用于气路的稳定避免过冲。在标准仪表中，节流装置流量计是典型的差压式流量计，其原理即为节流装置的节流原理。在这里介绍下非标节流装置测量气体中的应用。
- 节流装置强度设计：节流装置首先需要考虑强度的要求，对于节流装置可以参考高压容器中的通身容器进行设计，对于应用与高压场合的节流装置而言，一般不能够产生明显塑性变形而导致密封不足。如果节流装置在不同温度下工作，需要用严酷条件下的材料强度计算。节流装置的设计压力应该以最大压力计算。
- 节流装置流量设计：节流装置的流量计算，通过节流装置的前后压力及需要流量计算的节流系数。一般情况下节流孔前后的导管内径都远大于节流孔径，同时节流孔都比较短，可以在设计时不考虑节流孔长度。
- 节流装置在气路流量测试中的应用：测试产品的工作流量，在条件允许的情况下直接采用流量计是比较方便的，产品的流量可以直接在流量计上读出，但在流量计选择时，需要提前估算好产品流量，避免流量过大损伤流量计。在实际使用之，也可以利用加工的节流装置安装在产品测试管路中进行产品流量的测试。在利用节流装置进行流量测试时，最后在节流装置前安装过滤装置，以保证气体介质的纯净，避免堵塞情况出现。
- 流量较大时节流装置的布置：当产品工作时的流量较大时，在设计节流装置时需要考虑到产品工作的需要压力及节流装置前的管路压力，还有考虑到测量的精度。测试时，可以利用节流装置确定后，对于同一种介质的节流系数不变的特点，进行流量计测量。需要注意的是为了避免节流装置对测压准确性的影响，节流装置到压力表分支的距离至少不能小于5倍管径，调压阀出口到压力表分支的距离至少不能小于10倍管径。
 在使用前，应该根据产品流量范围对节流装置在压差流量进行校准，校准时，将上图的产品更换为带调节阀的精密流量计。然后节流调压阀至输入压力表为规定的压力值并稳定，并保证阀1开启，然后开启阀2并逐步调节流量计带的调节阀至输出压力表稳定，这样就可以得出一个在输入压力一定的情况下，输出压力表与输出流量之间的一个对应关系，根据测量精度要求，可以增加校准点的格数，可得出一个分段的压差流量如下图：
测量方式的精度取决于校准点的密度程度，同时与压力表的精度和节流装置的节流能力有关。一般来说，节流装置的节流能力越好，那么相同的流量情况下，节流装置链段的差压值越大，但是应该顾及到产品测量需要的最小压力。流量很小时节流装置的布置：当介质的工作流量非常小时，采用前面的方法进行流量测量就不准确了，主要原理为两个压力表之间的压差非常小，这样读书造成的误差很大。这时候可采用将介质视为气瓶，通过测量一段时间内该管道内的压力下降的方法来测量介质的平均流量。如下图：
在该气路校准时，也是将产品介质更换为带调节阀的流量计，然后开启阀1及阀2，调节调压阀至压力表压力到需要压力并稳定，然后节流阀使流量计流量为一定，再关闭阀2开始计时，至一定时间后，就能够得出一定流量下的压力表压力值。然后还可以进行别的流量状态下的压力校准，需要注意的是每次校准的压力表初始压力应一定；另外连接流量计时，采用的管路容量应与连接真实产品介质时的管路容量尽可能一致，以提高校准结果。节流装置在气路稳定中的应用：在一般的气路中，稳定气流时采用的是气容，但是气容是要英雄气路工作的快速性的。所以在即考虑快速油要减小气流过冲的场合可以考虑采用节流装置。需要注意的是，这里节流装置的应用与安全阀是不一样的，节流装置在有气压时，即会有气流消耗，但压力小时消耗也很小。在节流装置测量系统设计时，采用了高压气体经过减压阀后驱动活塞进行运动，测试中，要测量气流导弹气缸至活塞运动到一定位置的时间，并且在工作时要求的工作压力是一定的。采用的减压阀可以从零开始压力调节。如下图：
|
