摘要：爲(wei)了分析常用(yong)流量計(ji) 的能(neng)耗，理(li)論推(tui)導了(le)常用流量(liang)計能耗的計算公式(shi)，并結合實(shi)際工程數(shu)據進(jin)行了(le)計(ji)算。計算(suan)結果表明(ming)，标準(zhun)孔闆(pan)和(he)标準噴(pen)嘴流(liu)量(liang)計的能(neng)耗最(zui)大(da)，且能耗(hao)随着直徑(jing)比的(de)增大(da)而(er)降(jiang)低； 渦(wo)街流量計(ji) 和 電(dian)磁流(liu)量(liang)計(ji) 的能(neng)耗次之(zhi)； 超(chao)聲波(bo)流量計(ji) 的能耗(hao)最低。因(yin)此(ci)在保(bao)證精(jing)度的前提(ti)下，采用無節流(liu)、阻流(liu)元件的流(liu)量計(ji)具有(you)較好(hao)的經濟效益。
0引(yin)言
　　流量(liang)計(ji)量是(shi)工業和市(shi)政系(xi)統中比較(jiao)重要的系統(tong)，是貿易(yi)結算(suan)和效(xiao)益分(fen)析的重要(yao)依據(ju)。對于(yu)DN400mm及以上管(guan)徑來(lai)說，常(chang)用的(de)流量計(ji)有(you)差壓(ya)式流(liu)量(liang)計（例如(ru)孔闆(pan)流量(liang)計、噴(pen)嘴流(liu)量計等）、渦(wo)街流(liu)量計(ji)、電磁流量(liang)計以(yi)及超(chao)聲波流量(liang)計等(deng)。
通常，設(she)計單位(wei)和建設(she)單位在選擇(ze)流(liu)量計時(shi)主要考(kao)慮(lü)計量(liang)的精(jing)度、精(jing)度标(biao)定的方(fang)便(bian)程度、表計(ji)的初(chu)期投(tou)資和(he)表計的可靠性等因素，一(yi)般對(dui)表計的能耗不(bu)會做太多(duo)的分析。本(ben)文就(jiu)常用流量(liang)計的(de)能耗進(jin)行(hang)了分(fen)析論(lun)證(zheng)。
流量計(ji)量儀表(biao)的(de)能耗主要(yao)體現在以(yi)下兩個方面，即(ji)因儀表(biao)的(de)節流(liu)導緻(zhi)的(de)機(ji)械損(sun)失和(he)儀(yi)表的電(dian)損失[1]。兩者(zhe)之和可以(yi)作爲流量(liang)儀表的(de)總(zong)能耗。
1常用流量(liang)計介(jie)紹
1.1差壓式(shi)流量(liang)計
　　差(cha)壓式流量(liang)計 是(shi)根據安裝(zhuang)于管(guan)道中流量(liang)檢測件産(chan)生的差壓(ya)、已知的流(liu)體條(tiao)件(jian)和(he)檢測(ce)件與管道的幾(ji)何尺寸(cun)來(lai)計算(suan)流量(liang)的(de)儀表。差(cha)壓式(shi)流量計由(you)一次(ci)裝置（檢測(ce)件）和二次(ci)裝置（差壓(ya)轉(zhuan)換和流(liu)量顯(xian)示儀表）組(zu)成。差(cha)壓式流量(liang)計是(shi)一(yi)類(lei)應用(yong)最廣(guang)泛的流量(liang)計，在各(ge)類(lei)流量儀表中(zhong)其(qi)使用(yong)量居首(shou)位(wei)。
　　檢測件又(you)可按其标(biao)準化程度(du)分爲兩大類，即(ji)标準(zhun)檢測(ce)件和(he)非标準檢(jian)測(ce)件(jian)。其中(zhong)，标準孔(kong)闆(pan)一般(ban)在工(gong)程中采用(yong)得最(zui)多。
1.2渦街流量計
　　渦街流量(liang)計是根據(ju)卡門（Karman）渦街(jie)原(yuan)理研究(jiu)生産的。它(ta)的特點是(shi)壓(ya)力損失(shi)小、量(liang)程(cheng)大(da)、精度(du)高，在(zai)測(ce)量工況(kuang)體積(ji)流(liu)量(liang)時幾乎不受流體密(mi)度、壓(ya)力(li)、溫(wen)度、黏(nian)度等(deng)參數的影(ying)響。
1.3電磁(ci)流(liu)量計(ji)
　　電磁(ci)流量計是(shi)根據法拉(la)第電磁感(gan)應(ying)定(ding)律制(zhi)成的(de)一種測量(liang)導電性(xing)液體的(de)儀表。它的(de)特點(dian)爲測(ce)量(liang)通道是(shi)一段光(guang)滑(hua)的直管，不(bu)會阻(zu)塞、不(bu)産生(sheng)壓力(li)損失(shi)，節能效果(guo)好；流(liu)量大，口(kou)徑(jing)寬。
1.4超(chao)聲波(bo)流量計
　　超(chao)聲流(liu)量計(ji)是通(tong)過檢測流體流(liu)動對超(chao)聲(sheng)束（或(huo)超聲脈沖）的作(zuo)用以測量(liang)流量(liang)的儀表。超(chao)聲流(liu)量計(ji)屬(shu)無(wu)阻礙(ai)流量(liang)計，是解決(jue)流量(liang)測(ce)量(liang)困難問題的一(yi)類流(liu)量計，特(te)别(bie)是在(zai)大口(kou)徑流量測(ce)量方(fang)面，有較突(tu)出的優點。近年(nian)來，超聲流(liu)量計(ji)是發展迅速的(de)流量計(ji)之(zhi)一。
2常(chang)用流量計的壓(ya)力損失
2.1差(cha)壓式(shi)流量(liang)計(ji)的壓力(li)損失
　　根據(ju)GB/T2624.2—2006用安(an)裝在圓形截面(mian)管道中(zhong)的(de)差壓(ya)裝置測量滿管(guan)流體(ti)流(liu)量第2部(bu)分： 孔(kong)闆流量計(ji) 和GB/T2624.2—2006用安裝(zhuang)在圓形截面(mian)管道中(zhong)的差壓(ya)裝(zhuang)置測量滿(man)管(guan)流(liu)體流(liu)量第3部(bu)分(fen):噴嘴(zui)和文(wen)丘裏噴嘴(zui)[2-3]，标準(zhun)孔闆(pan)及噴嘴的壓(ya)損公式(shi)爲：


　　式(1)～(6)中(zhong)，Δω爲(wei)孔闆(pan)及噴(pen)嘴的壓力(li)損失(shi)，Pa；K爲(wei)孔闆及噴嘴(zui)的壓(ya)力損(sun)失系數；ρ1爲流體(ti)的密(mi)度，kg/m3；v爲流體(ti)的流速，m/s；β爲(wei)直徑比；C爲(wei)流出系數(shu)；ReD爲根據管(guan)道直徑D計算出(chu)的雷(lei)諾數(shu)；A爲由(you)管道(dao)雷諾(nuo)數和直徑(jing)比确(que)定的(de)管道(dao)系數；L1爲孔闆上(shang)遊端面到(dao)上遊取壓(ya)口的距離(li)l1除以管道直徑(jing)D得出(chu)的商；M2'爲位(wei)置系(xi)數；L2'爲(wei)孔闆下遊端面(mian)到下(xia)遊取壓(ya)口(kou)的距(ju)離l2'除(chu)以(yi)管道直(zhi)徑D得(de)出的(de)商。
　　對(dui)于不同的取壓(ya)方式，L1與L2'的取值(zhi)如下(xia)：對于角接(jie)取壓口(kou)，L1=L2'=0；對(dui)于D和(he)D/2取壓(ya)口，L1=1，L2'=0.47；對(dui)于法(fa)蘭取(qu)壓口(kou)，L1=L2'=25.4/D。
2.2渦街流量(liang)計的(de)壓力(li)損失
　　根(gen)據(ju)JB/T9249—2015渦街(jie)流量傳感器[4]，可(ke)推導出渦街流(liu)量計壓力損失(shi)公式爲：

　　式(shi)(7)中，δp爲(wei)永久(jiu)壓力損失(shi)，Pa；CD爲流(liu)體阻力系(xi)數，一(yi)般取2.4；ρ爲流(liu)體密度，kg/m3；U爲平均(jun)流速(su)，m/s。
2.3其(qi)他(ta)流量(liang)計的壓力(li)損失(shi)
電磁流量計和(he)超聲波(bo)流(liu)量計(ji)均無(wu)節流(liu)元件(jian)，其壓力(li)損(sun)失約(yue)爲0Pa。
3常(chang)用(yong)流(liu)量計(ji)機械(xie)功率(lü)損失(shi)
流量(liang)計(ji)的(de)機械(xie)功率損失(shi)由式(shi)(8)确定(ding)：

式(8)中(zhong)，ΔN表計(ji)爲流(liu)量計的機(ji)械功(gong)率(lü)損(sun)失，kW；Q爲(wei)體積流量(liang)，m3/h。
折合到電(dian)機處的功(gong)率損失(shi)爲(wei)：

式(9)中(zhong)，ΔN折電機爲折合(he)到電機(ji)處(chu)的功率損(sun)失(shi)，kW；η爲水泵(beng)效率η1與(yu)電(dian)機效(xiao)率η2之積。
4常用流(liu)量計的直接電耗
通(tong)過(guo)查各類(lei)流量計的樣本(ben)，可得(de)各(ge)種流量(liang)計的用電功率(lü)如表(biao)1所(suo)示。

5标準(zhun)孔闆能耗(hao)的定(ding)量計(ji)算(suan)
　　下面以(yi)山東(dong)省城鄉規劃設計研究院(yuan)2018年市政施(shi)工圖(tu)設計(ji)項目中的(de)一個設計實例來分(fen)析各種流(liu)量計的能(neng)耗。該項目(mu)爲山(shan)東省(sheng)濰坊(fang)市一供水(shui)公司(si)供水管道(dao)項目(mu)，工(gong)程(cheng)條件(jian)爲：供(gong)回水(shui)壓力(li)1.6MPa、1.1MPa，設計(ji)流量(liang)1200t/h，常用(yong)流量(liang)1000t/h。流量計主(zhu)要設計參(can)數如(ru)表2所示(shi)。

　　将以上(shang)參數代入本文(wen)的公式中(zhong)并按(an)照規(gui)範(fan)規(gui)定的(de)直徑(jing)比優(you)選值(zhi)0.44、0.52、0.57、0.62，可計算得(de)出不(bu)同直(zhi)徑比(bi)下孔(kong)闆和噴嘴(zui)的機(ji)械能(neng)耗(hao)一緻。表(biao)3爲含有節(jie)流元(yuan)件的流(liu)量(liang)計機(ji)械功(gong)率損失表(biao)。

以1a計(ji)算，電價0.6909元(yuan)/(kW·h)，每年(nian)表計(ji)産生(sheng)的能(neng)耗及(ji)費用(yong)如表(biao)4所示(shi)。

6結語
　　上述計(ji)算和分(fen)析表明(ming)，标準孔(kong)闆和标(biao)準噴嘴(zui)流量計的能耗(hao)最大，且(qie)能(neng)耗随(sui)着直徑比(bi)的增(zeng)大而(er)降(jiang)低；渦街(jie)流量計(ji)和(he)電磁(ci)流量(liang)計的能耗(hao)次之；超(chao)聲(sheng)波流(liu)量計(ji)的能耗最(zui)低。含(han)有節流元(yuan)件的流量計由(you)于存在壓力損(sun)失，所(suo)導緻(zhi)的用(yong)電量和用(yong)電費(fei)用的增加是相(xiang)當可觀(guan)的(de)。
　　流量(liang)計的節能對供(gong)水企業降(jiang)低運營成(cheng)本，提高生(sheng)産效益具有重(zhong)要的意義。建設(she)資源節約(yue)型社(she)會對節能有更(geng)高的(de)需求(qiu)。如何(he)實現(xian)流量(liang)測量(liang)儀表(biao)節(jie)能(neng)和降耗是值(zhi)得業内(nei)人士(shi)思考(kao)的問(wen)題。爲(wei)盡量(liang)減少(shao)能耗及由(you)此産(chan)生的(de)費(fei)用(yong)，應當(dang)在保證(zheng)精(jing)度的(de)前提(ti)下采用無(wu)節流、阻流(liu)元件的流(liu)量(liang)計，同時(shi)在工程中(zhong)應将節能作爲選擇(ze)流量(liang)計(ji)的(de)重要依據。

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