对冶金企业的生产、生活用水实行按表 计量考核管理，是节水节能工作中一个重要 环节。为了寻求较为简便易行的水流量计量 手段，水城钢铁厂'自1978年以来，进行了插入式均速管毕托管流量计的研制工作。 提出了插入式均速管毕托管流量计的结构设 计；试制了一批口径分别为150、200、250、 300、500mm的均速毕托管流量计，其中30 余套在本厂和一些兄弟单位安装试用。
经过三年多来的现场应用和贵州省计量 测试所对部分样机的测试表明运行情况良 好，计量性能达到研制设计要求，取得了初 步效果，并在1982年底鉴定，现在该流量计 已由水城钢铁厂电修厂投入试生产。
均速管毕托管流量计的主要技术指标及适用条件如 下：
1. 主要技术指标见表1。
2. 适用条件
工作压力：0.3—10kgf/cm2;
水 温：0—50迫；
7k 质：（差压式）适用 于清水及悬浮物少于500 mg//,'无大颗粒杂质的工 业水计量；（分 流式）只适用于清水计 量。
3. 安装要求
（1 ）表前应有不小于10倍管径的直 管段，表后应有5倍管径的直管段。
（2）均速毕托管的附件短管4 （见 后图4）与输水管保持垂直:。
二、均速管毕托管流量计原理和构造
式中-C——阻力系数，牛顿区内C近似为 常数（图3）；
V-——流体重度（kg/m3） 式（1）可写成V=J器•!/花 （2） 即水流速与柱体迎、背流面之间压强差平方 根成正比。
断面为桥墩形的柱体探头（即差压感受 元件）A位于输水管横截面中心线上（见图 1）,探头的迎流面和背流面各有一排（9孔） 成对称分布的感压孔，分别与正负导压管连 通。由于输水管内水流体与静止柱体探头相
V・d 对运动，产生绕流。绕流雷诺数Red = %-, 其中P为水流体运动粘度,V为水流速。流 量计探头迎流面上诸感压孔承受流体全压。 因水流速在管道直径方向非均匀分布，故探 头各感压孔承受的全压值也不相等。这些数 值不等的全压值在正压联通管内自动平衡。 平衡后正压管内的全压值为P”以水柱高 Hi表示，则Fh=导；位于涡流低压区的背 流面感压孔承受流体低压，同样，在负压管 内自动平衡后的低压值为Pz,以水柱高Hz 表 7K , H 2
&——探头后驻点无因次压力，为负 值
a-a2用流速系数a表示，又因a?为负 值，须a = «1-a2 = a1 + | a2 \ 代入式（3）
式（4）与式（2）比较，物理含义相 同，a相当于式（2）中的阻力系数C,探 头的几何形状、工艺参数择定后，a为常 数。
在常温下，输水■体积流量
Q = 3600- co* V （m3/h） 式中q一_输水管横断面积
则 。=3600,兰?~・J夸h
令36。。•平
必——仪表流量常数
0 = ^ ■/ h
经实验证明，只要感压孔沿圆管直径向 紊流范围内按一定规律分布，正负导压管内 的水压强差h与管道内平均水流速可保持以 下函数关系：
=（% 一 口2）
(m)
(3)
图4流量计构造
1 .输水管，2.探头，3.分流水表；4,短管，
5.正压导管，6.负压导管，7.闸阀；8.闸阀,
9 .平衡阀；10.差压变送器；11开方器$ 12 ,电 子电位差计；13 .旋塞阀
式中 V-—输水管内平均水流速;
p
静压水头;
%——探头前驻点无因次压力;
42
图
4流量计构造
1 .输水管，
2.探头，
3.分流水表；
4,短管，
5.正压导管，
6.负压导管
，7.闸阀；
8.闸阀,
9 .平衡阀；
10.差压变送器；
11开方器$
12 ,电 子电位差计；
13 .旋塞阀
流量Q与均速毕托管测差压h平方根成 正比。输水管径一定，标定a值（或H值）， 只要测出差压h、即可导出流量Q。
流量计构造如图4所示。探头2插在输 水管中，在其截面的径向位置。探头感受的 流量差压信号经导压管5（ + ）、6（一）引出， 推动分流水表或其他形式的二次仪表进行流 量显示和积算。
为便于维修和定期校验，流量计带有管 头0 （焊接固定在输水管上）、旋塞阀、外套 管、盘根座等动密封止水装置及螺杆压入紧 固装置，均速毕托管可在管道不停水的情况 下装入或拆卸。
按配用不同形式的二次仪表，流量计分 分为差压式和分流式两种类型：
1. JBL-I型差压式流量计 以均速 毕托管作为流量计一次传感元件，配以差压 变送器、电子开方器、电子电位差计，或配 差压变送器、开方积算器等DDZ系列电动单 元组合仪表，实现流量信号变送、转换、显 示、积算等目的（图5）。
图5差压式流量计示意图
2. 分流式流量计以高灵敏 度的YST5容积式水表或电子水表及Dgl5 旋翼式水表作为分流表，指示累计水量（参 见图4 ）。将水表进出口接头拧在闸阀7上与 导压管5、6串联，在压差h推动下，水从探 头迎流面感压孔进入正压导管，通过分流表 及负压导管再由探头背流面感压孔流出，返 回主管道。
根据测试的分流管路阻力特性，在给定 的量程范围内，分流表通过的累计水量q与 相同时间内输水管通过的累计水量Q*成正 比，即
Qs-Kq K——倍率系数
通过流量检定装置标定了每台流量计的 倍率系数K,便可根据分流表秒表量q按上 式推算出相应考核期内输水管过水量Q" 这种分流式流量计的特点在于构造简 单，有一定的精度。但受分流管路阻力特性 和分流表自身下限流量的制约，要求输水管 内平均水速不小于0.8〜lm/s,为此分流 式流量计适合用于水泵扬水量或下限流速在 0.8-lm/s以上的清水输水管道累计水量测 试。I型和I型流量计的均速毕托管 部分结构相同。
感压孔在探头上的取孔位置、孔数、孔 径及探头截面形状的选择应考虑以下要求：
1. 在欲定的流量量程范围内，a为足 够准确的近似常数。
2. 获取较强的压差信号，以利提高测 试灵敏度。
• 3.兼顾分流式流量计的功能需要，感 压孔径大小适当，具有足够的进出水流通面 积。
' 经对几种不同形状的探头及布孔方案试 验比较，最后选择了图1、4所示方案，探头 迎、背向各开9个感压孔，在士0.75R范 围内均匀对称分布。按此方案加工制作的 Dgl50-500不同规格探头置于相应口径导 管中，放在大口径流量标准装置上，进行了 系数a值的实测标定,在流速0.355-3.265 m/s范围内，各流量点a值相对误差均在士 1.2%以内。表1为Dg300mm规格探头流速 系数a实测数据。
根据每台均速管标定的a值及使用要 求，可按下式确定配套差压变送器上程 差压值 hg（mmHzO）。
hg=6.376 x 106 .以言1-- （mmHzO）
43 式中：Qg——上限流量值（m3/h）；
D 输水管内径（mm）
表2 Dg300mm探头流速系数a实测数据 | 序 号 | 平均流速
m/s | Red | On | 仪表流速系数
a | (Zn ^—(Z _ .
°= a % |
| 1 | 0.355 | 9.8X104 | 1.660 | | + 1.2% |
| 2 | 0.648 | 17.9X104 | 1.660 | | + 1.2% , |
| 3 | 1.259 | 34.8X10、 | 1.630 | 1.640 | -0.61% |
| 4 | 1.870 | 51.8X104 | 1.630 | -0.61% |
| 5 | 2.490 | 68.9X104 | 1.646 | | + 0.36% |
| 6 | 3.146 | 87 x IO' | 1.643 | | + 0.18% |
三、实验数据及经济效益
为核定精度等级，委托贵州省计量测试 所将6套不同口径规格的均速毕托管差压式 流量计，在开封流量中心站的大口径流量标 准装置上进行了计量性能的测试。（标准装 置系统精度为士0.2%）。实测结果表明，被 检流量的基本误差限均小于量程上限的士 1.5%。表3列举了 Dg300口径流量计的部分 测试数据。
分流式流量计的精度系用标准表法测 试，（以精度±0.5%的涡轮流量计为标准 表）。表4列举了口径150mm分流式流量计测 试数据。
表3均速毕托管流量计测试记录
型号：规格：Dg300mm | | | 流量标准值 | 流量计 | 艳对误差 | 上限流宜 | 精 度 |
| 序 | 号 | Qi S/h) | 指示流量
Qz （m3/h） | 2\Q = Q2—Qi
(m3/h) | Qmax
(m3/h) | AQmax »z
。一 c %
M i max |
| | 1 | 90.5 | 89 | -1.5 | | |
| 上 | 2 | 164.9 | 164.6 | -0.3 | | |
| 3 | 321.2 | 319.7 | -1.5 | | |
| 行 | 4 | 476.2 | 473.9 | -2.3 | | |
| 程 | 5 | 632.7 | 634.6 | + 1.9 | 800.80 | |
| | 6 | 800.8 | 796.9 | -3.9 | | + 0.2% |
| 下 | 6 | 800.6 | 796.9 | -3.7 | | —0.5% |
| 5 | 648.3 | 646.7 | -1.6 | | |
| 行 | 4 | 475.8 | 473.9 | -1.9 | | |
| 程 | 3 | 324.5 | 323.3 | -1.2 | | |
| 2 | 164.1 | 164.6 | + 0.5 | | |
该流量计的特点及经济效益分析如下：
1.能直接、准确地反映出平均流速水 头参数。测量探头无活动部件，因而仪表具 有良好的复现性。采取多对感压孔迎背流向 对称布置，可获取相当于平均流速水头L6 倍以上的差压信号，有利于提高测试灵敏 度。
2. 阻力损失小。常用的测量水的孔板 差压流量计压力损失一般在70~120mmHg 范围内，均速毕托管的压力损失约为前者的 2%,可忽略不计。对于用水量大的冶金、化 工、电力等行业而言，可节约大量输水电 耗。
3, 采用插入式结构，均速毕托管直接 | |
| | | 序 号 | 流 速
(m/s) | 流最标准值
6（m，/h） | 分流表流量
q（m3/h） | 倍率常数
K | 双检表指示 流量Q
Q2 = kg | △Q
△Q= Qz—Qi | 引用相对误差
士 △Qma* 0/ | | Qbx-Q顷 | | 1 | 1.14 | 72.69 | 0.203 | | 69.95 | -2.74 | | | 2 | 1.73 | 109.84 | 0.311 | | 107.16 | —2*68 | | | 3 | 2.67 | 144.33 | 0.415 | 344.58 | 143.00 | -1.33 | ±1.5% | | 4 | 2.88 | 182.95 | 0.537 | | 185.04 | + 2.09 | | | 5 | 3.94 | 250.53 | 0.735 | | 253.27 | + 2.74 | | |
插在输水管上，可在管道不停水情况下拆卸 或装入，便于维修及定期清洗、校验。.
4. 有较宽的量程比。一般^^板差压流 量计量程比为3 ： 1〜4 : 1,均速毕托管差压 式流量计可达5 : 1~8 : lo
5. 结构简单，无须敷设旁通管道与阀 门组，建设投资与运行费用明显低于其他类 型的流量计。
6. 设计加工定型后，系数“、K值等 技术参数可按使用件进行计算，有利于实现
，标准化、系列化。
除上述特点外，均速毕托管作为水流量 计量器具也还存在一些问题有待进一步研究 解决，如扩大分流式流量计的测试量程比、 完善有关规程和标准等。
