一、概述:
塔形流量計屬于差壓式流量計。其主要的理論基礎(chǔ)是密團管道中能量守恒定律和流動連續(xù)性方程,即伯努力(Bemoulli)定理。定理的內(nèi)容是在流量恒定的管段中,其流體的壓力與該管段中流體流速的平方成反比??蓽y介質(zhì),氣體、液體、蒸汽。它的重大突破在于:變流體在管道中心收縮為管道邊璧逐漸收縮,即利用同軸安裝在管道中的塔形體(節(jié)流件),迫使流體逐漸從中心收縮到管道內(nèi)邊壁而流過塔形體,通過測量塔形體前后的壓差來得到流體的流量。正是這個邊璧收縮的結(jié)構(gòu),使得它具有了一系列其他差壓儀表無法相比的優(yōu)點,*克服了以孔板為代表的傳統(tǒng)差壓儀表的諸多缺點。經(jīng)過國內(nèi)外10多年的應用和多次測試,已充分證明它能在極短的直管段條件下,以更寬的量程比對各種流體(包括臟污、低流速)進行更準確更有效的測量。從此揭開了差壓式流量儀表劃時代的嶄新一頁。
二、結(jié)構(gòu)
塔形流量計國外稱為V-CONE,國內(nèi)的叫法有多種如V形(型)錐、內(nèi)錐 、環(huán)孔流量計、內(nèi)置文丘里等。盡管名稱各異,但原理結(jié)構(gòu)都是一樣的。單就節(jié)流件來講,*是金屬件組成,不含任何電子器件。它主要由測量管、塔形體6(錐形體)、低壓測量管5(兼支架)、正負測壓嘴、連接法蘭等組成。當口徑≤N100時,塔體用負壓測量管兼作支撐,口徑≥DN150時,要在塔體后部再加支撐管架9,并在支撐管開測量孔。當溫壓一體化型時,需要在后部支撐架前安裝測溫元件套管,若采用多參數(shù)變送器,則不再需要壓力測量點,該變送器差壓、壓力同時測量并能接受溫度信號。
三、工作原理
所說的質(zhì)量守恒定律(連續(xù)性方程)和能量守恒定律(伯努利方程),可以這樣去理解:
質(zhì)量守恒:流體在一個封閉的管道中流動,當遇到節(jié)流件時,在節(jié)流件前后
它的質(zhì)量是不變的,用公式表示為:
V1ⅩA1Ⅹρ1=V2ⅩA2Ⅹρ2(液體為: V1ⅩA1=V2ⅩA2) 能量守恒:管道中流體的壓力和流速有如下的關(guān)系:
P1+1/2Ⅹ(V1)2Ⅹρ1=P2+1/2Ⅹ(V2)2Ⅹρ2 =常數(shù)
式中: A1、A2 分別是節(jié)流件前后的截面積; V1、V2 分別是A1、A2處的流速; P1、P2 分別是A1、A2處的壓力ρ1、ρ2 分別是A1、A2處的流體密度;
根據(jù)伯努利方程:P+1/2V2ρ=常數(shù),在截面A2處流速加快,該處的壓力必然降低,因此壓力P2的高低隨流速V2的大小而變化。而在截面A1處流速V1和壓力P1都沒有變化,只要測出P1與P2的壓力差 P=P1-P2,就可以求出流速(流量)。節(jié)流式差壓儀表正式基于了連續(xù)性方程和伯努利方程原理,在管道內(nèi)設置了一個節(jié)流
件,測量其前后的壓力差而得到了流量。
四、*的性能(*性能機理分析)
1、±0.5%的測量準確度,(在多數(shù)實流標定中,流出系數(shù)的不確定度不超過0.3%)。這樣高的精度是孔板等傳統(tǒng)差呀儀表所不能比的。
2、重復性±0.1%,并且具有*的穩(wěn)定性。
3、在使用安裝時,只需要極短的直管段甚至不需要,前面0(1)--3D,后面0—1D。(在調(diào)節(jié)閥后安裝時需要3D的直管段)。
4、具有*的測量靈敏度(分辨率),負壓端2.5毫米水柱(越25Pa)的壓力,就可以檢測到。因而除了測量大流量外可以測量極小的流量,如煙道氣等。
5、塔形體被設計成吹掃型結(jié)構(gòu),因而具有自清潔功能,因此不會堆積截留流體中挾帶的任何贓物、凝固體、固體、氣中液。非常適合贓污流體。
6、流體流過具有特殊形狀的塔體時,會在其節(jié)流邊緣處形成邊界層效應,因此*地減少了它被磨損的可能性,也可以說是不磨損型的節(jié)流件。因此該流量計在投用后,除極特殊條件外,它的節(jié)流邊是不會被磨損的,也可以說是免拆卸標定的。
7、壓力損失小于孔板。
8、無可運動部件,不含任何電子器件,是一個純機械體,因此具有不怕振動、耐高溫、高壓、防腐等特點,又有傳統(tǒng)差壓式儀表所不具備的個項*性能。
9、可以測量的流體非常廣泛,各種氣體、液體、蒸汽等都可以有效測量,使用的管徑DN15—DN3000。從適用的介質(zhì)范圍和工藝管徑、工藝條件來講,目前還沒有一種流量計能與相比。