孔板设计实例：循环冷却水

孔板设计实例：循环冷却水

循环冷却水是差压式流量计最典型的应用之一：口径大、流量大、介质清洁、压损敏感。适合作为第一个完整算例。

• 工况：DN300 管道，实测内径 D = 309.0 mm（Φ325×8）；水温 30 ℃，ρ = 995.7 kg/m³，μ = 0.798 mPa·s
• 流量：最大 800 m³/h，常用 600 m³/h，最小 200 m³/h（量程比 4:1）
• 压损限制：工艺要求永久压损 ≤ 15 kPa
• β 选取：压损受限，取 β = 0.65（偏大以减小压损）
• 迭代结果：C ≈ 0.604，E = 1/√(1−0.65⁴) = 1.0936，ε = 1（液体）
• 差压：Δp_max ≈ 25 kPa（取变送器量程 25 kPa）
• 孔径：d = 0.65 × 309.0 ≈ 200.9 mm
• 校核压损：Δp_loss ≈ 8.7 kPa < 15 kPa，满足要求
• 校核最小流量：Δp_min = 25 × (200/800)² = 1.56 kPa，占量程 6.3%，可用
• 校核 Re_D：Re_min = 4×(200×995.7/3600)/(π×0.309×0.798e-3) ≈ 2.9×10⁵，远高于下限

关键计算：
  qm_max = 800 × 995.7 / 3600 = 221.3 kg/s
  E = 1/√(1−β⁴) = 1/√(1−0.65⁴) = 1.0936
  Re_D = 4×221.3/(π×0.309×0.798e-3) ≈ 1.14×10⁶
  β = 0.65，d = 200.85 mm
  Δp = [qm·√(1−β⁴)/(C·E·(π/4)d²)]²/(2ρ₁)