摘要：爲了(le)分析常用流量計(ji) 的能耗，理論推導(dǎo)了常用流量計能(neng)耗的計算公式，并(bing)結💃🏻合實🔴際工程數(shu)據進行了計算。計(jì)算結果表明🐇，标準(zhǔn)❗孔闆🏃🏻‍♂️和标💞準噴嘴(zui)流量計的能耗最(zui)大，且能耗⛱️随着直(zhí)徑比的增大而降(jiang)低； 渦街流量計 和(he) 電磁流量計 的能(néng)耗次之； 超聲波流(liu)量計 的能耗最低(dī)。因此在保證精度(du)的前提下，采用無(wú)節流、阻流🏃‍♂️元件的(de)流量計具有較好(hǎo)的經濟效益。
0引言(yán)
　　流量計量是工業(ye)和市政系統中比(bi)較重要的系統✉️，是(shi)貿🔆易🏃‍♀️結算和效益(yi)分析的重要依據(ju)。對于DN400mm及以上管徑(jing)來說，常用的流量(liang)計有差壓式流量(liang)計（例如孔闆流量(liàng)計、噴嘴流量計等(deng)）、渦街流量計、電磁(cí)流量計以及超聲(shēng)波流量計等。
通常(cháng)，設計單位和建設(she)單位在選擇流量(liàng)計時主要考慮計(jì)☁️量的精度、精度标(biao)定的方便程度、表(biǎo)計的初期投資和(he)💋表計的可靠性🤟等(deng)因素，一般對表計(ji)的能耗不會做太(tai)多的分析🔞。本文就(jiu)常用流量計的能(néng)耗🥵進行了分析論(lun)證。
流量計量儀表(biǎo)的能耗主要體現(xiàn)在以下兩個方面(mian)，即因儀表的節流(liu)導緻的機械損失(shi)和儀表的電損失(shī)[1]。兩者之和可以作(zuò)爲流量儀表的總(zǒng)能耗。
1常用流量計(ji)介紹
1.1差壓式流量(liàng)計
　　差壓式流量計(ji) 是根據安裝于管(guǎn)道中流量檢測件(jian)産生的差壓、已知(zhi)的流♌體條件和檢(jiǎn)測件與管道的幾(jǐ)何尺寸來計算流(liu)量的💁儀表☂️。差壓🔞式(shi)流量計由一次裝(zhuang)置（檢測件）和二次(ci)裝置（差🍉壓轉換和(hé)流量顯示儀表）組(zu)成。差壓式流量計(ji)是一類應用最廣(guǎng)泛的流量計，在各(ge)類流量儀表中其(qí)使用量居首位。
　　檢(jiǎn)測件又可按其标(biāo)準化程度分爲兩(liǎng)大類，即标準✉️檢🍉測(ce)件和非标準檢測(ce)件。其中，标準孔闆(pan)一般在工🈲程中🐪采(cai)用得最多。
1.2渦街流(liu)量計
　　渦街流量計(jì)是根據卡門（Karman）渦街(jie)原理研究生産的(de)。它的特點是壓❓力(lì)損失小、量程大、精(jīng)度高，在測量工況(kuàng)體積🌈流量🔴時幾乎(hū)不🈚受流體密度、壓(yā)力、溫度、黏度等🌈參(can)數的影響。
1.3電磁流(liu)量計
　　電磁流量計(ji)是根據法拉第電(diàn)磁感應定律制成(chéng)的一種測量導電(diàn)性液體的儀表。它(tā)的特點爲測量通(tōng)道是一段光滑的(de)直管，不會阻塞、不(bú)産生壓力損失，節(jiē)能效果好；流量大(dà)，口徑寬。
1.4超聲波流(liu)量計
　　超聲流量計(jì)是通過檢測流體(tǐ)流動對超聲束（或(huo)超聲脈沖）的作💃🏻用(yòng)以測量流量的儀(yi)表。超聲流量計屬(shu)無阻礙流🧡量計，是(shi)解🌍決流🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量測量困(kun)難問題的一類流(liú)量計，特别是在大(dà)口徑流量測量方(fang)面，有較突出的優(you)點。近年來，超聲流(liu)量計是發展迅速(sù)的流量計🔞之一。
2常(cháng)用流量計的壓力(li)損失
2.1差壓式流量(liàng)計的壓力損失
　　根(gen)據GB/T2624.2—2006用安裝在圓形(xing)截面管道中的差(chà)壓裝置測量滿管(guǎn)流⛹🏻‍♀️體流量第2部分(fèn)： 孔闆流量計 和GB/T2624.2—2006用(yòng)安裝在圓形截面(miàn)管道中的差壓裝(zhuāng)置測量滿管㊙️流體(tǐ)流量第3部分:噴嘴(zuǐ)和文丘裏噴嘴[2-3]，标(biao)準孔闆及噴嘴的(de)壓損公式爲：


　　式(1)～(6)中(zhong)，Δω爲孔闆及噴嘴的(de)壓力損失，Pa；K爲孔闆(pǎn)及噴嘴的壓力損(sǔn)失系數；ρ1爲流體的(de)密度，kg/m3；v爲流體的流(liu)速，m/s；β爲直徑比；C爲流(liu)出系數；ReD爲根據管(guǎn)道直徑D計算出的(de)雷諾數；A爲由管道(dao)雷諾數和🈲直徑比(bi)确定的管道系數(shu)；L1爲孔闆上遊端面(mian)到上遊取壓口的(de)距離l1除以管道直(zhi)徑D得出的商；M2'爲位(wei)置系數；L2'爲孔闆下(xia)遊端面到下遊取(qu)壓口的距離l2'除以(yǐ)管道直徑D得出的(de)商。
　　對于不同的取(qu)壓方式，L1與L2'的取值(zhí)如下：對于角接取(qǔ)🆚壓口，L1=L2'=0；對于D和D/2取壓(ya)口，L1=1，L2'=0.47；對于法蘭取壓(ya)口，L1=L2'=25.4/D。
2.2渦街流量計的(de)壓力損失
　　根據JB/T9249—2015渦(wo)街流量傳感器[4]，可(ke)推導出渦街流量(liàng)計壓力損📱失公式(shì)爲：

　　式(7)中，δp爲永久壓(ya)力損失，Pa；CD爲流體阻(zu)力系數，一般取2.4；ρ爲(wei)流體密度，kg/m3；U爲平均(jun)流速，m/s。
2.3其他流量計(jì)的壓力損失
電磁(cí)流量計和超聲波(bo)流量計均無節流(liu)元件，其壓力損失(shī)約💜爲0Pa。
3常用流量計(ji)機械功率損失
流(liu)量計的機械功率(lǜ)損失由式(8)确定：

式(shì)(8)中，ΔN表計爲流量計(ji)的機械功率損失(shi)，kW；Q爲體積流量，m3/h。
折合(hé)到電機處的功率(lü)損失爲：

式(9)中，ΔN折電(dian)機爲折合到電機(jī)處的功率損失，kW；η爲(wei)水泵效率η1與電💰機(ji)效率η2之積。
4常用流(liú)量計的直接電耗(hào)
通過查各類流量(liang)計的樣本，可得各(ge)種流量計的用電(diàn)功率如表1所示。

5标(biāo)準孔闆能耗的定(dìng)量計算
　　下面以山(shān)東省城鄉規劃設(shè)計研究院2018年市政(zheng)施工圖♉設♻️計項目(mù)🈚中的一個設計實(shi)例來分析各種流(liú)量計的能耗。該項(xiàng)目爲山東省濰坊(fang)市一供水公司供(gong)水管道項目，工程(chéng)條件爲：供回水壓(ya)力🌏1.6MPa、1.1MPa，設計流量1200t/h，常用(yong)流量1000t/h。流量計主要(yao)設計參數‼️如表2所(suo)示🔞。

　　将以上參數代(dài)入本文的公式中(zhong)并按照規範規定(ding)㊙️的直徑比優選值(zhi)0.44、0.52、0.57、0.62，可計算得出不同(tóng)直徑比下孔闆和(hé)噴嘴的⭐機械能耗(hao)一緻✉️。表3爲含有節(jiē)流元件的流量計(ji)機械功率損失表(biao)。

以1a計算，電價0.6909元/(kW·h)，每(měi)年表計産生的能(néng)耗及費用如表4所(suo)示✂️。

6結語
　　上述計算(suàn)和分析表明，标準(zhǔn)孔闆和标準噴嘴(zuǐ)流量計💁的能耗✨最(zui)大，且能耗随着直(zhi)徑比的增大而降(jiàng)低；渦街流量計和(hé)電磁流量🈲計的能(neng)耗次之；超聲波流(liú)量計的能耗最低(di)。含有節流元件的(de)流💘量計由于存在(zai)壓力損失，所導緻(zhì)的用電量和用電(dian)費用的增加是相(xiàng)當可觀的。
　　流量計(ji)的節能對供水企(qǐ)業降低運營成本(ben)，提高生産效益具(ju)有重要的意義。建(jian)設資源節約型社(shè)會對節能有更高(gāo)的需求。如何😄實現(xiàn)流量測量儀表節(jiē)能和降耗是值得(de)業内人士思考的(de)問題。爲盡量減少(shǎo)能耗及由此産生(sheng)的㊙️費用，應當‼️在保(bao)證精🌈度的前提下(xia)采用無節流、阻流(liu)元件的流量計，同(tóng)時在工程中應将(jiang)節能作爲選擇流(liú)量計的重要依據(jù)。

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