ベルヌーイの同等化に基づく流れのメーターで計る装置では妨害の後の下流圧力は前に上流圧 オリフィス、ノズル、ベンチュリ計を理解するには、ベルヌーイ方程式を調べる必要があります。,vation(m,in)

上流および下流の流れにおける均一な速度プロファイルを仮定すると、連続方程式は

q=v1A1=v2A2(2)

ここで、

q=流量(m3/s,in3/s)

A=流れ面積(m2,in2)

(1)と(2)を組み合わせると、A2<a1と仮定すると、”理想的な”方程式が得られます。

q=a2 1/2(3)

与えられたジオメトリ(a)について、流量は次のように求めることができます。圧力差p1-p2を測定する。,

理論流量qは、実際には幾何学的条件のためにより小さくなる（2-40％）。,

理想的な式(3)は、放電係数で修正することができます。

q=cd A2 1/2(3b)

ここで、

cd=放電係数

放電係数cdは、ジェットサイズまたはオリフィス開口部の関数です。

面積比=avc/a2

ここで、

avc=”vena contracta”（m2、in2）の面積

“vena contracta”は、制限のすぐ下流に表示される最小ジェット面積です。, 粘性効果は通常，非次元パラメータＲｅｙｎｏｌｄｓ数Ｒｅで表される。

Benoulliと連続方程式のために、流体の速度は”Vena Contracta”で最も高く、圧力は最も低くなります。 メーターで計る装置の後で速度は妨害の前にと同じレベルに減ります。 圧力は妨害の前に圧力より低い圧力レベルに回復し、流れにヘッド損失を加える。,

式(3)は、直径で以下のように変更できます。

式(4)は、単に密度を掛けることによって流体の質量流量に変更できます。

m=cd(λ/4)D22≤1/2(5)

ここで、

m=質量流量(kg/s)

ガス中の質量流量を測定するときは、圧力低下と流体の密度の変化を考慮する必要があります。 上記の式は、圧力および密度の比較的小さな変化を有する用途に対して制限付きで使用することができる。,

開口部の版

開口部のメートルはそれであけられる円の穴が付いている平らな開口部の版から成っています。 オリフィスプレートから上流に圧力タップがあり、下流には別の圧力タップがあります。 タップを配置するための一般的な三つの方法があります。 メーターの係数は、タップの位置に依存します。

  • フランジの位置-圧力タップの位置1インチ上流および1インチオリフィスの面から下流
  • “Vena Contracta”の位置-圧力タップの位置1パイプの直径（実際の内部）上流および0.3から0。,8オリフィス面から下流のパイプ径
  • パイプ位置-圧力タップ位置上流の公称管径2.5倍、オリフィス面から下流の公称管径8倍

放電係数-cd-は面積比とレイノルズ数の変化によってかなり変化する。 放電係数cd=0.60は標準として取られるかもしれませんが、値はレイノルズ数の低い値で著しく変化します。

圧力回復は開口部の版のために限られ、永久的な圧力損失は面積比率によって主に決まります。, 0.5の面積比の場合、ヘッド損失はオリフィス差動の約70-75％です。

  • 開口部のメートルはきれいで、汚れた液体およびあるスラリーサービスのために推薦されます。
  • レンジアビリティは4-1
  • 圧力損失は中です
  • 典型的な精度はフルスケールの2-4%
  • 必要な上流の直径は10-30
  • 粘度効果が高い
  • 相対コストが低い

例-オリフィスフロー

直径D2=50mmのオリフィスを4″Schに挿入します内径が付いている40鋼管d1=102のmm。, 直径比は

d=(50mm)/(102mm)

=0.49

上記の表から、放電係数はレイノルズ数の広い範囲で約0.6と推定することができます。

流体が密度1000kg/m3の水であり、オリフィス上の圧力差が20kPa(20000Pa,N/m2)の場合-パイプを通る質量流量は、(5)から

m=0.6(λ/4)(0.05m)2(1000kg/m3)1/2

=7.7kg/s

オリフィス計算機

オリフィス計算機はeqに基づいている。, 5は、オリフィスを通る質量流量を計算するために使用することができます。

cd-放電係数

D2-オリフィス径（m）

D1-パイプ径（m）

p1-上流圧力（Pa）

p2-下流圧力（Pa）

γ-流体の密度（kg/m3）

負荷計算！

典型的なオリフィスKv値

  • アメリカ機械学会（ASME）。 2001. 小口径の精密開口部のメートルを使用して流量の測定。 ASME MFC-14M-2001。
  • 国際標準化機構（ISO5167-1：2003）。, 圧力差動装置、パート1による流体の流れの測定:完全に動く円の横断面の水路で挿入される開口部の版、ノズルおよびベンチュリ管。 リファレンス番号:ISO5167-1:2003.
  • 国際標準化機構(ISO5167-1)改正1. 1998. 圧力差動装置、パート1による流体の流れの測定:完全に動く円の横断面の水路で挿入される開口部の版、ノズルおよびベンチュリ管。 リファレンス番号:ISO5167-1:1991/Amd.1:1998(E).
  • アメリカ機械技術者協会（ASME）。 B16,36-1996-開口部のフランジ

ベンチュリ管のメートル

ベンチュリ管のメートルで液体は角度15-20oの収束の円錐形を通して加速され、円錐形の上流側

流体は、運動エネルギーのほとんどが圧力エネルギーに戻って変換される小さな角度（5-7o）を有する円錐内で減速する。 コーンと地域の徐々の減少のために、”Vena Contracta”はありません。 流れ区域は喉に最低である。,
高圧およびエネルギー回復は小さい圧力頭部だけ利用できるベンチュリ管のメートルを適したようにする。

放電係数cd=0.975は標準として示すことができますが、値はレイノルズ数の低い値で著しく変化します。

圧力回復は開口部の版のためのよりベンチュリ管のメートルのために大いによりよいです。

  • ベンチュリ管の管はきれいで、汚れた粘性液体およびあるスラリーサービスのために適しています。,
  • rangeabilityは4から1です
  • 圧力損失は低いです
  • 典型的な正確さはフルレンジの1%です
  • 必要な上流の管の長さ5から20の直径
  • 粘度効果は高いです
      • 国際標準機構-ISO5167-1:2003圧力差動装置による流体の流れの測定、第1部：オリフィスプレート、ノズル、および完全に動く円の横断面の水路で挿入されるベンチュリ管の管。 リファレンス番号:ISO5167-1:2003.,
      • 機械技術者ASME FED01-Jan-1971のアメリカ社会。 流体計その理論と応用-第六版

      ノズル

      パイプを通る流体の流量を決定するために使用されるノズルは、三つの異なるタイプにすることができます。

      • ISA1932ノズル-1932年に国際標準化機構またはISOによって開発されました。 ISA1932のノズルは米国の外で共通である。
      • 長半径ノズルはISA1932ノズルの変形である。,
      • ベンチュリノズルは、ISA1932ノズルに類似した収束部と、ベンチュリ管流量計に類似した発散部を有するハイブリッドである。
      • 流れのノズルはきれいで、汚れた液体のために推薦されます
      • rangeabilityは4から1です
      • 相対圧力損失は媒体です
      • 典型的な正確さはフルレンジの1-2%です
      • 必要な上流の管長は10から30の直径です
      • 粘度効果が高い
      • 相対的な費用は媒体です
        アメリカの機械工学会機械エンジニアの
      • アメリカの機械工学会機械エンジニアの
      • アメリカの機械工学会機械エンジニアの
      asme連邦準備制度理事会01-jan-1971., 流体計その理論と応用-第六版
    • 国際標準機構-ISO5167-1:2003圧力差デバイスによる流体の流れの測定、パート1：オリフィスプレート、ノズル、およびベンチュリ管 リファレンス番号:ISO5167-1:2003.

    例-ベンチュリ計を通る灯油の流れ

    上流と下流の間の圧力差dp=p1-p2は100kPa（1 105N/m2）である。 灯油の比重は0.82です。

    上流の直径は0です。,1mおよび下流の直径は0.06mです。

    灯油の密度は次のように計算することができます。

    φ=0.82(1000kg/m3)

    =820(kg/m3)

    • 密度、比重および比重-密度、比重および比重の導入および定義。 例を含む数式。

    上流および下流の面積は、次のように計算できます。

    A1=π((0.1m)/2)2

    =0.00785(m2)

    A2=π((0.06m)/2)2

    =0。,002826(m2)

    理論フローは、(3)から計算できます。

    q=A2 1/2

    q=(0.002826m2)1/2

    =0.047(m3/s)

    1kpa（0、01x105n/m2）の圧力差-理論流量を計算することができます：

    q=（0.002826m2）1/2

    =0.0047（m3/s）

    質量流量は次のように計算することができます：

    m=q≤

    =（0.0047m3/s）（820kg/m3）

    =3。,85(kg/s)

    流量と圧力差の変化

    注意してください！ -流量は圧力差の平方根によって異なります。

    上記の例から：

    • 流量の十倍の増加は、圧力差の百倍の増加を必要とします！,

    送信機および制御システム

    非線形関係は圧力送信機の動作範囲に影響を与え、電子圧力送信機が制御システムに送信する前に信号を線形

    精度

    非直線性のため、ターンダウン率は制限されています。 正確さは動作範囲の下方部分で強く増加する。,

    • オリフィス、ベンチュリメーター、ノズルとしての流量計の詳細
    • 流体力学
    • ベルヌーイ方程式
    • 連続方程式
    • ターンダウン比と流量測定デバイス-ターンダウン比と流量測定精