通过孔板后的流量近似估算

在管道系统中，出于各种原因可能需要安装几个限制性装置，如孔板：

- 为离心泵创建一个假的扬程，使泵接近最佳效率点运行。

- 增加管线压力（例如，电站用锅炉给水泵或主给水泵，为了避免最小流量管线上的最小流量阀后压力偏低而引起介质的汽化，影响再循环流量，通常在靠近除氧器处安装一流量孔板）。

- 减少通过管线的流量和/或压力（例如密封冲洗管路上的孔板）。

- 增加管线内液体的流速。

通过孔板的流量方程很简单，只是单位有点尴尬：

其中，Q = 流量【ft³/sec】；A = 孔板的面积【ft²】；V = 液体的流速【ft/sec】。

经验表明，由于各种孔板的形状不同，实际流量与计算完全不同。从下面的图表中你会看到一些常用的形状，每个都被赋予了一个“K”值。

考虑到“K”值以后，上述方程式将变成：

为了使方程更容易处理，我们可以将流速“V”表示为：

其中，g = 32.2 ft/sec²；h = 通过孔板的扬程，压差【ft】。

压力与扬程之间的转换公式为：

单位换算：1 ft³/sec = 448.8 gpm；1ft² = 144 in².

一个典型孔板的计算示例，已知：

h = 20 ft

A = 0.049 in²

K = 0.62

如果我们想计算孔板的面积，则：

如果想知道孔板通径，可用下列公式转换：

用直径替代面积以后，上述计算公式（3）变为：

上述计算所得数据均是在假设液体为水时的工况。如果你所计算的是除水以外的其它液体，那么必须考虑到与水相比较液体的粘度的影响。

我们假设孔板通径不大于管道直径的30%。对于较小限制的孔板，有另外的公式。

当孔板直径与管道直径之比大于30%（0.3）时，应对公式（4）和（5）进行修正。修正系数如下：

其中，d₁ = 孔板直径；d₂ = 管道直径。

由此，公式（4）、（5）修正为：

实例：已知d₁ = 0.25 in，d₂ = 0.5 in，其它参数不变，则

这就意味着用上述公式（3）计算得出的3.40 gpm的流量变为：3.40×1.03 = 3.50 （gpm）

这种估算到底有多准确？当你使用流量作为公式的一部分进行计算时，将会遇到一些会影响结果的变量：

- 管道内壁为粗糙度引起的摩擦损失。

- 管道材料和管子壁厚的允许公差范围。

- 管道内的固体堆积物。典型的应用有：水中的矿物质（钙）和热油的焦化，较高的温度通常会加速固体物的积聚。

注：本篇主要信息来源于mcnallyinstitute.com。