摘要(yao)：爲了(le)分析(xi)常用(yong)流量(liang)計 的(de)能耗(hao)，理論(lun)推導(dao)了常(chang)用流(liu)量計(ji)能耗(hao)的計(ji)算公(gong)式，并(bing)結✍️合(he)實際(ji)工程(cheng)數據(ju)進行(hang)了計(ji)算。計(ji)算結(jie)果表(biao)明，标(biao)準孔(kong)闆和(he)标準(zhun)噴嘴(zui)流👨‍❤️‍👨量(liang)計的(de)能耗(hao)最大(da)，且能(neng)耗随(sui)着直(zhi)徑比(bi)的🏃增(zeng)大而(er)降低(di)； 渦街(jie)流量(liang)計 和(he) 電磁(ci)流量(liang)計 的(de)能耗(hao)次之(zhi)； 超聲(sheng)波流(liu)量計(ji) 的能(neng)耗最(zui)低。因(yin)此在(zai)保證(zheng)精度(du)的前(qian)提下(xia)，采用(yong)無節(jie)❗流、阻(zu)✍️流♻️元(yuan)件⛹🏻‍♀️的(de)流量(liang)計具(ju)有較(jiao)好的(de)經濟(ji)效益(yi)。
0引言(yan)
　　流量(liang)計量(liang)是工(gong)業和(he)市政(zheng)系統(tong)中比(bi)較重(zhong)要的(de)系統(tong)，是貿(mao)易🙇‍♀️結(jie)算和(he)效益(yi)分析(xi)的重(zhong)要依(yi)據。對(dui)于DN400mm及(ji)以上(shang)🌍管徑(jing)🌐來說(shuo)，常用(yong)的流(liu)量計(ji)有差(cha)壓式(shi)流量(liang)計（例(li)如孔(kong)闆流(liu)量計(ji)、噴嘴(zui)流量(liang)計等(deng)）、渦街(jie)🌂流量(liang)計、電(dian)磁流(liu)量計(ji)以及(ji)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)📞等。
通(tong)常，設(she)計單(dan)位和(he)建設(she)單位(wei)在選(xuan)擇流(liu)量計(ji)時主(zhu)要考(kao)慮計(ji)量的(de)精度(du)、精度(du)标定(ding)的方(fang)便程(cheng)度、表(biao)計的(de)初期(qi)投資(zi)和表(biao)計的(de)可靠(kao)性等(deng)因素(su)，一般(ban)對表(biao)計的(de)能耗(hao)不會(hui)做太(tai)多的(de)分析(xi)。本文(wen)就常(chang)用流(liu)量計(ji)的能(neng)耗💜進(jin)行了(le)分析(xi)論證(zheng)。
流量(liang)計量(liang)儀表(biao)的能(neng)耗主(zhu)要體(ti)現在(zai)以下(xia)兩個(ge)方面(mian)🔞，即因(yin)儀表(biao)的節(jie)流導(dao)緻的(de)機械(xie)損失(shi)和儀(yi)表的(de)電損(sun)失[1]。兩(liang)者之(zhi)和可(ke)以作(zuo)爲流(liu)量儀(yi)表的(de)總能(neng)耗。
1常(chang)用流(liu)量計(ji)介紹(shao)
1.1差壓(ya)式流(liu)量計(ji)
　　差壓(ya)式流(liu)量計(ji) 是根(gen)據安(an)裝于(yu)管道(dao)中流(liu)量檢(jian)測件(jian)産生(sheng)的差(cha)壓、已(yi)知的(de)流體(ti)條件(jian)和檢(jian)測件(jian)與管(guan)道的(de)幾何(he)尺寸(cun)來計(ji)算流(liu)量的(de)⛷️儀表(biao)🔴。差壓(ya)式流(liu)量計(ji)由一(yi)次裝(zhuang)置（檢(jian)測件(jian)）和二(er)次裝(zhuang)置（差(cha)壓轉(zhuan)換和(he)流量(liang)顯示(shi)儀🈲表(biao)）組成(cheng)。差壓(ya)式流(liu)量計(ji)是一(yi)類應(ying)👨‍❤️‍👨用最(zui)廣泛(fan)🐅的流(liu)量計(ji)㊙️，在各(ge)類流(liu)量儀(yi)表中(zhong)其使(shi)用量(liang)居首(shou)位。
　　檢(jian)測件(jian)又可(ke)按其(qi)标準(zhun)化程(cheng)度分(fen)爲兩(liang)大類(lei)，即标(biao)準檢(jian)測件(jian)和🚩非(fei)标準(zhun)檢測(ce)件。其(qi)中，标(biao)準孔(kong)闆一(yi)般在(zai)工程(cheng)中采(cai)用🧑🏾‍🤝‍🧑🏼得(de)最🙇🏻多(duo)。
1.2渦街(jie)流量(liang)計
　　渦(wo)街流(liu)量計(ji)是根(gen)據卡(ka)門（Karman）渦(wo)街原(yuan)理研(yan)究生(sheng)産的(de)。它的(de)特點(dian)是壓(ya)👨‍❤️‍👨力損(sun)失小(xiao)、量程(cheng)大、精(jing)度高(gao)，在測(ce)量工(gong)況體(ti)積流(liu)量時(shi)幾乎(hu)不受(shou)流體(ti)密度(du)、壓力(li)、溫度(du)、黏度(du)等參(can)數的(de)影響(xiang)。
1.3電磁(ci)流量(liang)計
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji)是根(gen)據法(fa)拉第(di)電磁(ci)感應(ying)定律(lü)制成(cheng)的一(yi)種🔱測(ce)量導(dao)電性(xing)液體(ti)的儀(yi)表。它(ta)的特(te)點爲(wei)測量(liang)通道(dao)是一(yi)段光(guang)滑的(de)直管(guan)，不會(hui)阻塞(sai)、不産(chan)生壓(ya)力損(sun)失，節(jie)能效(xiao)✔️果好(hao)；流量(liang)大，口(kou)徑寬(kuan)。
1.4超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)
　　超聲(sheng)流量(liang)計是(shi)通過(guo)檢測(ce)流體(ti)流動(dong)對超(chao)聲束(shu)（或超(chao)聲脈(mo)沖）的(de)作用(yong)以測(ce)量流(liu)量的(de)儀表(biao)。超聲(sheng)流量(liang)計屬(shu)無阻(zu)礙流(liu)量計(ji)，是解(jie)決流(liu)量測(ce)量困(kun)難問(wen)題的(de)一類(lei)流量(liang)計，特(te)别是(shi)在大(da)口徑(jing)流量(liang)測量(liang)方面(mian)，有較(jiao)突出(chu)的優(you)點。近(jin)年來(lai)，超聲(sheng)⭐流量(liang)計是(shi)發展(zhan)迅速(su)的流(liu)量計(ji)之一(yi)。
2常用(yong)流量(liang)計的(de)壓力(li)損失(shi)
2.1差壓(ya)式流(liu)量計(ji)的壓(ya)力損(sun)失
　　根(gen)據GB/T2624.2—2006用(yong)安裝(zhuang)在圓(yuan)形截(jie)面管(guan)道中(zhong)的差(cha)壓裝(zhuang)置測(ce)量滿(man)管流(liu)體流(liu)量第(di)2部分(fen)： 孔闆(pan)流量(liang)計 和(he)GB/T2624.2—2006用安(an)裝在(zai)圓形(xing)截面(mian)管道(dao)中的(de)差壓(ya)裝置(zhi)測量(liang)滿管(guan)流體(ti)流量(liang)第3部(bu)分:噴(pen)嘴和(he)文丘(qiu)裏噴(pen)嘴[2-3]，标(biao)準孔(kong)闆及(ji)噴嘴(zui)的壓(ya)損🐆公(gong)式爲(wei)：


　　式(1)～(6)中(zhong)，Δω爲孔(kong)闆及(ji)噴嘴(zui)的壓(ya)力損(sun)失，Pa；K爲(wei)孔闆(pan)及噴(pen)嘴的(de)壓力(li)📧損失(shi)系數(shu)；ρ1爲流(liu)體的(de)密度(du)，kg/m3；v爲流(liu)體的(de)流速(su)，m/s；β爲直(zhi)徑比(bi)；C爲流(liu)出系(xi)數；ReD爲(wei)根據(ju)管道(dao)直徑(jing)D計算(suan)出的(de)雷諾(nuo)數；A爲(wei)由管(guan)道雷(lei)💋諾數(shu)和直(zhi)徑比(bi)确定(ding)的管(guan)道系(xi)數；L1爲(wei)孔闆(pan)上遊(you)端面(mian)到上(shang)遊取(qu)壓口(kou)的距(ju)離l1除(chu)以管(guan)道直(zhi)✂️徑D得(de)出的(de)商💋；M2'爲(wei)位置(zhi)系數(shu)；L2'爲孔(kong)闆下(xia)遊端(duan)面到(dao)下遊(you)取壓(ya)口的(de)距離(li)l2'除以(yi)管道(dao)直徑(jing)D得出(chu)的商(shang)。
　　對于(yu)不同(tong)的取(qu)壓方(fang)式，L1與(yu)L2'的取(qu)值如(ru)下：對(dui)于角(jiao)接取(qu)🤞壓口(kou)，L1=L2'=0；對于(yu)D和D/2取(qu)壓口(kou)，L1=1，L2'=0.47；對于(yu)法蘭(lan)取壓(ya)口，L1=L2'=25.4/D。
2.2渦(wo)街流(liu)量計(ji)的壓(ya)力損(sun)失
　　根(gen)據JB/T9249—2015渦(wo)街流(liu)量傳(chuan)感器(qi)[4]，可推(tui)導出(chu)渦街(jie)流量(liang)計壓(ya)力損(sun)📱失公(gong)式爲(wei)：

　　式(7)中(zhong)，δp爲永(yong)久壓(ya)力損(sun)失，Pa；CD爲(wei)流體(ti)阻力(li)系數(shu)，一般(ban)取2.4；ρ爲(wei)流❗體(ti)密度(du)，kg/m3；U爲平(ping)均流(liu)速，m/s。
2.3其(qi)他流(liu)量計(ji)的壓(ya)力損(sun)失
電(dian)磁流(liu)量計(ji)和超(chao)聲波(bo)流量(liang)計均(jun)無節(jie)流元(yuan)件，其(qi)壓💘力(li)損失(shi)約爲(wei)0Pa。
3常用(yong)流量(liang)計機(ji)械功(gong)率損(sun)失
流(liu)量計(ji)的機(ji)械功(gong)率損(sun)失由(you)式(8)确(que)定：

式(shi)(8)中，ΔN表(biao)計爲(wei)流量(liang)計的(de)機械(xie)功率(lü)損失(shi)，kW；Q爲體(ti)積流(liu)量，m3/h。
折(she)合到(dao)電機(ji)處的(de)功率(lü)損失(shi)爲：

式(shi)(9)中，ΔN折(she)電機(ji)爲折(she)合到(dao)電機(ji)處的(de)功率(lü)損失(shi)，kW；η爲水(shui)泵效(xiao)率η1與(yu)👈電機(ji)效率(lü)η2之積(ji)。
4常用(yong)流量(liang)計的(de)直接(jie)電耗(hao)
通過(guo)查各(ge)類流(liu)量計(ji)的樣(yang)本，可(ke)得各(ge)種流(liu)量計(ji)的用(yong)電功(gong)率如(ru)表1所(suo)示。

5标(biao)準孔(kong)闆能(neng)耗的(de)定量(liang)計算(suan)
　　下面(mian)以山(shan)東省(sheng)城鄉(xiang)規劃(hua)設計(ji)研究(jiu)院2018年(nian)市政(zheng)施工(gong)圖設(she)計項(xiang)目中(zhong)的一(yi)個設(she)計實(shi)例來(lai)分析(xi)各種(zhong)流量(liang)計的(de)能耗(hao)。該項(xiang)✂️目爲(wei)山東(dong)省濰(wei)坊市(shi)一供(gong)水公(gong)司供(gong)水管(guan)道項(xiang)目，工(gong)程條(tiao)件爲(wei)：供回(hui)📧水壓(ya)力1.6MPa、1.1MPa，設(she)計流(liu)量1200t/h，常(chang)❓用流(liu)量1000t/h。流(liu)量計(ji)主要(yao)💁設計(ji)參數(shu)如表(biao)2所示(shi)。

　　将以(yi)上參(can)數代(dai)入本(ben)文的(de)公式(shi)中并(bing)按照(zhao)規範(fan)規定(ding)的直(zhi)徑比(bi)優選(xuan)值0.44、0.52、0.57、0.62，可(ke)計算(suan)得出(chu)不同(tong)直徑(jing)比下(xia)孔闆(pan)和噴(pen)嘴的(de)機械(xie)能耗(hao)一緻(zhi)。表3爲(wei)含有(you)節流(liu)元件(jian)的流(liu)量計(ji)機械(xie)功率(lü)🔞損失(shi)表。

以(yi)1a計算(suan)，電價(jia)0.6909元/(kW·h)，每(mei)年表(biao)計産(chan)生的(de)能耗(hao)及費(fei)用如(ru)表4所(suo)示。

6結(jie)語
　　上(shang)述計(ji)算和(he)分析(xi)表明(ming)，标準(zhun)孔闆(pan)和标(biao)準噴(pen)嘴流(liu)量計(ji)的能(neng)耗最(zui)大，且(qie)能耗(hao)随着(zhe)直徑(jing)比的(de)增大(da)而降(jiang)低；渦(wo)街流(liu)量計(ji)和電(dian)磁流(liu)量計(ji)的能(neng)耗次(ci)之；超(chao)聲波(bo)流量(liang)計的(de)能耗(hao)最低(di)。含有(you)節流(liu)元件(jian)的流(liu)量計(ji)由于(yu)存在(zai)壓力(li)損🌈失(shi)，所導(dao)緻的(de)用電(dian)量和(he)用電(dian)費用(yong)的增(zeng)加是(shi)相當(dang)可觀(guan)的。
　　流(liu)量計(ji)的節(jie)能對(dui)供水(shui)企業(ye)降低(di)運營(ying)成本(ben)，提高(gao)生産(chan)效益(yi)🐉具有(you)重要(yao)的意(yi)義。建(jian)設資(zi)源節(jie)約型(xing)社會(hui)對節(jie)能有(you)更高(gao)的需(xu)求。如(ru)何實(shi)現流(liu)量測(ce)量儀(yi)表節(jie)能和(he)降耗(hao)是值(zhi)得業(ye)内人(ren)士思(si)考的(de)問題(ti)。爲盡(jin)量減(jian)少能(neng)耗及(ji)由此(ci)産生(sheng)的費(fei)用，應(ying)當🙇‍♀️在(zai)保證(zheng)精度(du)的前(qian)提🔅下(xia)采用(yong)無節(jie)流、阻(zu)流元(yuan)件的(de)流量(liang)計，同(tong)時在(zai)工程(cheng)中應(ying)将節(jie)能作(zuo)爲選(xuan)擇流(liu)量計(ji)的重(zhong)要依(yi)據。

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