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V錐流量計

關鍵字:V錐流量計原理(lǐ),V錐型流量計,内錐流量計

 

 

 

V錐流量計是一種差壓流量計,它是差壓式流量測量質的(de)提升,它利用(yòng)V錐體在流場(chǎng)中産生的(de)節流效應,通(tōng)過檢測上下(xià)遊壓差來(lái)測量流量。與普通(tōng)節流件相比,它改變了(le)節流布局,從中心孔節流改爲環狀節流。

實踐使用(yòng)證明(míng),V錐流量計與其他(tā)流量儀表相比,具有長(cháng)期精度高(gāo)、穩定性好,受安裝條件局限小、耐磨損、測量範圍寬、壓損小、适合贓污介質等優點。而且V錐體本身作爲流場(chǎng)的(de)整流器而成爲一款實用(yòng)的(de)流量計。由V錐傳感器和(hé)差壓變送器組合而成的(de)V錐流量計,可(kě)精确測量寬雷諾數(8×103≤Re≤5×107)範圍内各種介質的(de)流量。

 

 

 

FFM61型V錐流量計主要技術參數
·精度等級:0.5級(差壓流量變送器精度應高(gāo)于0.2級,含0.2級),(β:0.45~0.85,當β<0.55,量 程比4∶1時(shí),精度等級:≤0.30)
·重複性:0.11%
·工作壓力:0~40MPa(有多(duō)個(gè)壓力等級可(kě)供選擇)
·工作溫度:-40~851°C
·環境溫度:-42~65°C、
·安裝直管段要求:前0-3D直管道,後0-1D直管段
·量程比寬:通(tōng)常爲10∶1,選擇合适的(de)參數可(kě)達到50∶1
·壓損小:同樣的(de)β值,壓損是孔闆1/3~1/5
·口徑從DN25~DN2000

FFM61型V錐流量計的(de)技術特點:
1、安裝要求低:前0~3D直管道,後0~1D直管段;
2、量程比寬:通(tōng)常爲10∶1,選擇合适的(de)參數最高(gāo)可(kě)做(zuò)到50∶1;
3、壓損小:同樣的(de)β值,壓損是孔闆1/3~1/5;
4、耐磨損:流線型錐形體節流後,在錐形體表面産生真空層效應,使得(de)錐形體不易磨損;
5、不堵塞,不粘附:錐形徹底吹掃式設計避免了(le)流體中的(de)殘渣、凝結物(wù)或顆粒的(de)滞留;
6、長(cháng)期穩定性好:β值可(kě)長(cháng)期不變,并保證長(cháng)期精确測量;
7、精度高(gāo):0.52級;
8、重複性好:優于0.122%;
9、信号穩定:"信号波動"是孔闆的(de)1/10;
10、β值範圍寬:V錐流量傳感器獨特的(de)幾何形狀允許有廣泛的(de)β值範圍;
11、口徑範圍寬:DN25~DN2000;
12、可(kě)測高(gāo)溫、高(gāo)壓介質:工作溫度最高(gāo)850℃, 最大(dà)壓力40MPa;
13、可(kě)測髒污介質(焦爐煤氣、高(gāo)爐煤氣、原料油、渣油等);
14、可(kě)測氣液兩相介質(濕氣、冷(lěng)凝水(shuǐ)等);

1.法蘭型FFM61S
連接方式:法蘭(平焊和(hé)對(duì)焊)
口徑:DN15~DN2000
取壓方式:承插焊,法蘭,螺紋
壓力:0~40MPa
溫度:-40~850℃
材質:304不鏽鋼、316L不鏽鋼、20#碳鋼(詳見選型表)
應用(yòng):液體,氣體,蒸汽
适用(yòng)介質:廣泛地應用(yòng)于市政、電力、化(huà)工、石油化(huà)工、冶金、食品加工等行業中流量測量,幾乎适用(yòng)于所有氣體、液體介質。

(1)對(duì)流體的(de)均速作用(yòng) 流體在管道中流動實際上是這(zhè)樣一種狀态,當流體流動不受任何阻礙和(hé)幹擾達到充公發展狀态時(shí),其速度分(fēn)布爲:越靠近管道中心流速越快(kuài),在中心處達到最快(kuài)、越靠近管壁流速越慢(màn),在管壁處接近零。大(dà)多(duō)數流量儀表測量流量涉及到流速時(shí),由于無法改變這(zhè)種快(kuài)慢(màn)不均的(de)狀态,隻能忽略管道中流速有快(kuài)慢(màn)之分(fēn)的(de)實際情況而假設流速是均等的(de)。而 塔型(形)流量計由于錐形體處在管道中心,它直接把流體從高(gāo)速流動的(de)中心部位分(fēn)開,使流速快(kuài)的(de)流體分(fēn)别向四周流速慢(màn)的(de)流體靠攏并拉動它們混合一起流動,這(zhè)種快(kuài)慢(màn)混合的(de)結果就是:原本流速快(kuài)慢(màn)的(de)差别消失了(le),流體變成了(le)真正的(de)均勻流動。流體流速被均勻化(huà)所帶來(lái)的(de)好處就是:測量信号真實反映了(le)被測流體的(de)實際值,并使得(de)在低流速時(shí) 塔型(形)流量計前後仍能産生足夠準确的(de)差壓,随著(zhe)流速的(de)降低,這(zhè)種作用(yòng)更加顯著,而這(zhè)種情況對(duì)于傳統的(de)差壓式儀可(kě)能早已不能測量了(le)(見圖3)
 
(2)具有很強的(de)抗幹擾(旋渦流)能力
 
      大(dà)家都知道流體流動遇到阻擋物(wù)時(shí)會産生“旋渦流”,這(zhè)就是著名的(de)“卡曼旋渦”現象,渦街(jiē)流量計就是基于這(zhè)個(gè)原理(lǐ)工作的(de)。同樣道理(lǐ)象孔闆、錐開體等節流件在管道中也(yě)是阻擋物(wù),在節流件後部除了(le)産生靜壓力外必然也(yě)會産生旋渦流。然面這(zhè)個(gè)旋渦流對(duì)于渦街(jiē)流量計來(lái)講是有用(yòng)的(de)信号對(duì)于差壓式儀表來(lái)講卻是有寄存器的(de)幹擾,見(圖4)。這(zhè)個(gè)幹擾在節流件下(xià)流(負壓端)會産生“信号跳動“現象,它會嚴重幹擾正常信号的(de)測量。塔形的(de)結構是邊壁節流,節流件後部産生幹擾流的(de)分(fēn)布是等量相反(對(duì)稱分(fēn)布)而相互抵消,因此使幹擾程度大(dà)大(dà)減輕。而孔闆等傳統節流件是中心節流,産生的(de)幹擾流方向直接指向取壓口,嚴重幹擾了(le)測量信号,特别是小流量時(shí)幹擾甚至大(dà)于測量信号而無法正常工作。經過大(dà)量的(de)試驗和(hé)科學檢測證明(míng):
 
(3)對(duì)流體的(de)整流功能
      絕大(dà)多(duō)數流量儀表要求足夠長(cháng)的(de)前後直管段,目的(de)就是爲了(le)使流體流動狀态成爲充分(fēn)發展管流以複現實驗條件下(xià)的(de)流動狀态。然而這(zhè)種苛刻的(de)要求常常由于複雜(zá)的(de)現場(chǎng)(如各種閥門、彎頭、縮徑、擴徑、泵等)而不能滿足,所帶來(lái)的(de)結果必然是測量誤差的(de)增大(dà)。因此,絕大(dà)多(duō)數流量儀表很難在不滿足直管段條件下(xià)取得(de)準确的(de)測量值。
而 塔型(形)流量計卻不同,由于它邊避節流的(de)特殊結構,使得(de)流體在遇到V形節流件時(shí),被強迫按照(zhào)“管壁與節流件之間由寬逐漸變窄的(de)狹長(cháng)通(tōng)道”内流動,該通(tōng)道可(kě)以等效爲一個(gè)管式整流器,經過這(zhè)個(gè)通(tōng)道後,各種幹擾流的(de)變化(huà)爲:不規範流動——被迫在規定的(de)通(tōng)道流動——變成規範流動。因此它能夠對(duì)上遊處因各種外界因素引起的(de)不規則的(de)流動畸變自動進行矯正整流,從而使達到測量區(qū)的(de)流動形成了(le)規則的(de)流動。因此隻需極短的(de)直管段也(yě)能取得(de)準确的(de)測量值,由此大(dà)大(dà)減輕了(le)用(yòng)戶的(de)工作量和(hé)投資,這(zhè)是大(dà)多(duō)數流量儀表無法相比拟的(de)。
 
 
(4)節流件耐磨損的(de)特點
      我們都知道節流式差壓儀表的(de)測量精度是靠它的(de)“幾何尺寸”保證的(de),這(zhè)一點塔形與孔闆是一樣的(de)。但是由于孔闆測量關鍵部位易磨損,它的(de)測量誤差随著(zhe)使用(yòng)時(shí)間在緩慢(màn)變大(dà)。而從 塔型(形)流量計的(de)節流件結構可(kě)以看出:其關鍵的(de)節流邊緣是處在節流件後部的(de)鈍角,并順著(zhe)流體方向。當流體流過節流件表面和(hé)管壁間的(de)通(tōng)道時(shí),會形成“邊界層效應”,該效應會使流體到達測量部位前,逐漸離開了(le)節流邊緣一個(gè)微小的(de)距離,這(zhè)樣就使被測流體不與節流件關鍵部位接觸,因此就不可(kě)能有磨損情況發生,其關鍵部位的(de)幾何尺寸(β值)就能保持長(cháng)期不變。所以不用(yòng)重複标定也(yě)能長(cháng)期穩定工作。(圖9)
 
 
(5)自清潔功能
      如前所述,由于流體在靠近管壁處的(de)流速變慢(màn)極容易使髒污物(wù)等沉澱或附著(zhe)在管壁上,對(duì)于孔闆等傳統差壓儀表還(hái)會在前面堆積。那麽流體在塔形流量計流動時(shí)會是一種怎樣的(de)情況?當流體進入測量管并流過節流件四周的(de)通(tōng)道時(shí),由于該通(tōng)道是管壁與節流件間形成的(de)由寬逐漸變窄的(de)通(tōng)道,它博士流體流動速度高(gāo)于管道其他(tā)部位并逐漸加快(kuài),在到達節流件測量的(de)關鍵部位時(shí)流速最快(kuài),從而對(duì)管壁、節流件表面附近形成了(le)吹掃沖刷作用(yòng),所有髒污雜(zá)物(wù)不可(kě)能在這(zhè)裏停留或附著(zhe),所以不會産生髒污的(de)積垢,更不存積垢死角。 塔型(形)流量計這(zhè)一獨特的(de)吹掃式設計,決定了(le)它用(yòng)在高(gāo)爐煤氣、焦爐煤氣等髒污流體測量中,不會使粉塵、焦油等髒物(wù)在節流件和(hé)管壁附近堆積,附著(zhe)及堵塞取壓孔。(圖10)
 
 
(6)強大(dà)防堵功能技術
      上述介紹的(de)塔形流量計的(de)自清潔功能,當流體屬于特髒型或含有大(dà)量粉塵雜(zá)質時(shí),常規的(de)V 型(形)流量計有時(shí)也(yě)不能徹底解決,國内外實際使用(yòng)中,時(shí)有發生因堵塞取壓孔而導緻測量失敗的(de)事例。
      爲此公司經過一年多(duō)的(de)試驗解決了(le)堵塞問題:
      具有可(kě)控加熱(rè)的(de) 塔型(形)流量計;
      具有噴塗特殊材料塗層的(de) 塔型(形)流量計;
      具有多(duō)孔取壓的(de) 塔型(形)流量計;
      專用(yòng)于高(gāo)爐、焦爐煤氣等特髒污流體流量的(de)測量。加油極強的(de)防堵功能,該産品目前使用(yòng)廣泛。
 
 
(7)在設計計算(suàn)上比标準節流件準确
      對(duì)這(zhè)個(gè)問題下(xià)面以計算(suàn)孔闆爲例來(lái)說明(míng)。
      在孔闆計算(suàn)中用(yòng)戶必須把管道直徑“D”值提供給計算(suàn)者,D參數是設計孔闆的(de)一個(gè)重要數據,因此标準中對(duì)它有嚴格的(de)規定:要求在節流件前(0~0.5)D長(cháng)度上,至少取3個(gè)截面測出12個(gè)數據,然後取其平均值作爲D值來(lái)計算(suàn)孔闆。然而這(zhè)個(gè)規定在實際中很難做(zuò)到,因爲大(dà)多(duō)數情況都是在原有的(de)工藝管道上後安裝 塔型(形)流量計,不可(kě)能爲了(le)測量D值而停車割開管道,大(dà)多(duō)數習(xí)慣上都是以公稱直徑報給設計者(除非連同直管段一道購(gòu)買加工)。我們知道管道的(de)尺寸通(tōng)常是以公稱值來(lái)标注的(de),而鋼管産品是按外徑和(hé)壁厚系列組織生産的(de)。不同的(de)壁厚可(kě)以導緻同一系列的(de)鋼管直徑相差最大(dà)達十毫米之多(duō),以這(zhè)樣不準确D值來(lái)計算(suàn)節流件,其結果就是“假值真算(suàn)”,再高(gāo)級的(de)計算(suàn)軟件算(suàn)出來(lái)結果也(yě)是不會準确的(de)。
      塔型(形)流量計,是把測量管和(hé)連接法蘭整體焊接在一起的(de)一個(gè)産品,雖然D值的(de)要求也(yě)很嚴格,但是這(zhè)個(gè)工作是由儀表制造廠家來(lái)做(zuò)的(de)。測量管是在制造廠進行準确測量或者進行機械加工來(lái)達到所要求數值,根本不需要用(yòng)戶再爲管道的(de)D值是否精确而爲難,用(yòng)戶隻要把管道的(de)壁厚系列提供給儀表廠以便選配同系列的(de)測量管就可(kě)以。由于塔形流量可(kě)以把D值控制的(de)非常精确,從而避免了(le)孔闆等差壓式儀表因D值不準确而帶來(lái)的(de)計算(suàn)上的(de)誤差。
 
(8)壓力損失小
       塔型(形)流量計的(de)結構特點是流線型節流件,采用(yòng)“逐漸節流方式”工作,完全不同于孔闆等傳統差壓式儀表“突然節流”的(de)工作方式,所以它的(de)壓力損失小,約是孔闆的(de)1/3。因此對(duì)于那些“低壓力、大(dà)流量”流體測量來(lái)講,比傳統差壓式儀表有很大(dà)的(de)可(kě)靠性。
(9)流量計的(de)檢定
      流量計的(de)檢定執行流量計檢定規程:JJG640-1994“差壓式流量計檢定規程”。
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