測量原理
V錐流量計是一種新型的高精度差壓式流量計,其工作原理與其他差壓式流量計一樣,都是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理:在理想流體的情況下管道中的流量與差壓的平方根成正比;用測出差壓值根據(jù)伯努利方程即可計算出管道中的流量。V錐流量計的節(jié)流方式與孔板相反,通過在密閉管道中心線懸掛一個特制的流線型錐體進行中心節(jié)流,用上游管壁和錐體尾部測量的差壓來計算流量。如圖所示當介質(zhì)接近錐體時其壓力為PH,在介質(zhì)通過錐體的節(jié)流區(qū)時,由于流體流通面積逐漸縮小,流速會逐漸增大,壓力降低為PL,PH和PL通過V錐流量計的取壓口連接到差壓變送器上。流量發(fā)生變化時,的兩個取壓口之間的差壓值將會相應(yīng)的增大或減小。當流量相同時,若節(jié)流面積增大,則產(chǎn)生的差壓值也會增大,β值等于流體通過錐體zui大處的有效流通面積除以管道內(nèi)徑的截面積。
伯努利方程為:
K=儀表系數(shù)、無量綱,與流量計的類型有關(guān)
Y=氣體膨脹系數(shù)、無量綱,對不可壓縮流體Y=1
=PH-PL
ρ=流體密度
對:
其中
式中:K=流量系數(shù)、無量綱
g=重力加速度
D=管道內(nèi)徑
d=錐體外徑
Cf=流出系數(shù)
產(chǎn)品特點
V錐流量計具有精度高、直管段短、壓損低、量程比寬、重復(fù)性和*穩(wěn)定性好、耐臟污、適應(yīng)性廣等優(yōu)點。
直管段要求低
雖然所有的差壓式流量計都是依據(jù)伯努利定理測量,但伯努利定理有一個基本要求,即被測量的流體必須為理想流體,許多傳統(tǒng)差壓式流量計(如孔板、文丘里、噴嘴等 )的節(jié)流方式無法直接形成理想流體。為了盡量滿足伯努利定理要求,不得不安裝很長的前、后直管段(15~40D),將不規(guī)則的流場整成近似理想流體。
V錐流量計采用*的中心流線型錐體節(jié)流結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以對上游流體的流速分布曲線重新整流,巧妙地解決了長直管段整流的問題。在緊靠錐體上游和下游較窄的區(qū)域內(nèi)(前0~3D、后0~1D),將流速不規(guī)則的流體直接整流成理想流體,可充分滿足伯努利定理的要求,獲得很高的測量精度和重復(fù)性。在前后沒有足夠直管段的情況下是的選擇
精度高,重復(fù)性好
V錐流量計正壓孔取在錐體上游的管壁上,取壓位置選在理想流體的等速區(qū)域,符合伯努利定理,正壓信號穩(wěn)定;負壓孔位于錐體尾部中心,正好落在下游壓力zui小的區(qū)域,由于錐體中心對稱的結(jié)構(gòu),使得錐尾中心區(qū)域流場呈現(xiàn)相對靜態(tài),流體節(jié)流后在負壓區(qū)只出現(xiàn)高頻低幅的小旋渦,使得負壓信號波動很小,輸出差壓信號非常穩(wěn)定,傳感器精度優(yōu)于讀數(shù)的±0.5%,重復(fù)性為±0.1%,貿(mào)易計量型精度為±0.3%
量程比寬,壓損低
V錐流量計*的流線型錐體節(jié)流設(shè)計,可以引導(dǎo)流體在流動過程中節(jié)流,客服了傳統(tǒng)節(jié)流件強迫流體突然改變流線的缺陷,使差壓信號穩(wěn)定;所以在滿量程測量時可以選擇比其它差壓式流量計更低的差壓,這必然使的*壓力損失降低,起到節(jié)能的效果。在同樣的β值下,*壓力損失約為孔板的1/5~1/10,可大大降低運行能耗。正常情況下量程比為10:1,選擇合適的參數(shù)可以做到30:1。
耐臟污,不易堵
V錐流量計另一大特點是自吹掃式結(jié)構(gòu)設(shè)計,無滯留死區(qū)。介質(zhì)流過錐體時會加速,不斷沖刷正壓取壓孔、錐體外壁、錐體附近管壁,使固體顆粒或油污(焦油)不會在錐體前后和錐體周圍區(qū)域滯留堆積,這樣可以保證管道內(nèi)徑和錐體zui大外徑之比不變,即β值不變;而負壓取壓孔被穩(wěn)定的紊流區(qū)所隔離,臟污雜質(zhì)進不去;因此可用于測量各種含雜質(zhì)、易結(jié)晶的臟污介質(zhì),如焦爐煤氣、高爐煤氣等。法蘭取壓型采用密封錐體+雙法蘭取壓,可用于測量高粘度、含雜質(zhì)、易結(jié)垢的臟污介質(zhì),如渣油、原油、回?zé)捰汀⑺簼{、苯、液態(tài)硫磺等。
*穩(wěn)定性好
V錐流量計*的流線型錐體節(jié)流設(shè)計,可以引導(dǎo)流體在管道中均勻分布流動,同時在錐體表面形成一個邊界層,避免了流體對錐體表面的沖擊,即使是贓物的流體也不會使錐體的邊緣磨損,這樣可以保持β值*不變,因此無需重復(fù)標定,并具有*穩(wěn)定性,可滿足裝置長周期運行的要求。邊界層效果,流體離開了節(jié)流面
可以有效測量濕氣
V錐流量計*的管道中心懸掛節(jié)流錐體,當濕氣通過節(jié)流錐體時,液相會沿著管壁加速流動,在錐體上下游沒有冷凝水聚積,在錐體的下游也不會產(chǎn)生抖動,所以濕氣不會對差壓造成影響,這就保證了對濕氣測量精度的要求(其中:液相的質(zhì)量百分比≤5%)。可有效測量的流體:天然氣(含有水或凝結(jié)液)、沼氣(含有濕氣)、煤層氣(含有濕氣)、油田氣(含有油和水)、飽和蒸汽(通常帶有水)等。
應(yīng)用領(lǐng)域
V錐流量計適用于石油、石化、化工、冶金(有色金屬及鋼鐵)、CDM計量、熱電、長輸管線、熱力管網(wǎng)、市政工程(水處理及燃氣)、制藥、造紙、海洋、環(huán)保、煙草、海上石油平臺、核工業(yè)及航天等工程測量各種工況條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相(濕氣中液相質(zhì)量比≤5%)、粉塵、高速流、含有固體懸浮顆粒的液相、溶劑、振動、電磁干擾、腐蝕性等流體測量。
技術(shù)指標
適用介質(zhì) | 潔凈和贓污的氣體、蒸汽、液體、強腐蝕性介質(zhì)等 |
測量精度 | 標準:≤±0.5%;高精度:≤±0.3% |
重復(fù)性 | ≤±0.1% |
量程比 | 10:1~30:1 |
β值 | 0.35~0.9 |
刻度差壓 | 0.1KPa~100KPa |
壓損 | 與β值和要求的差壓值有關(guān),是傳統(tǒng)差壓流量計的1/2~1/5 |
雷諾數(shù) | ≥8000,輸出信號為線性;<8000,輸出信號要進行曲線修正 |
安裝要求 | 管道式上游、下游均無需直管段;*安裝 |
材料 | 碳鋼、鉻鉬鋼、不銹鋼、雙相鋼、哈氏、蒙乃爾、英科、 鈦材、鋯材、鋁材、銅材、塑料、陶瓷及其它特種材料 |
測量管徑 | DN15mm~DN3000mm(圓管和方管),可以更大 |
適用工況 | 法蘭連接:設(shè)計溫度:-196~850℃;設(shè)計壓力≤42.0MPa; 直接焊接:與選材和壁厚有關(guān),理論上不受操作工況的限制。 |