V錐流量流量計(jì)
HPLVZ系列V錐流量計(jì)是一種新型差壓式流量計(jì)，它由V錐流量傳感器、引壓附件與差壓變送器組成。V錐流量傳感器由同軸安裝在測量管內(nèi)的迎流與背流錐形芯體對接構(gòu)成，流體沿迎流錐形芯體逐漸節(jié)流收縮到管道內(nèi)壁附近，隨后沿管道內(nèi)壁與背流錐形芯體流出，在迎流錐體上游與背流錐體下游之間形成一定的壓力差，通過引壓附件與差壓變送器可以測量此壓力之差，從而實(shí)現(xiàn)流量測量的功能。
HPLVZ系列V錐流量計(jì)與普通差壓式流量計(jì)比較，具有度高、長期精度穩(wěn)定、重復(fù)性好，受安裝條件局限小、耐磨損、測量范圍度寬、適合臟污介質(zhì)、壓力損失小、使用壽命長等特點(diǎn)?？梢詮V泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，適合測量水、油、多種液體、蒸汽、空氣、天然氣、煤氣、石油氣、有機(jī)氣體、油渣等。
一、工作原理
V錐流量計(jì)是一種差壓式流量儀表，其理論基于封閉管道中能量相互轉(zhuǎn)化的伯努得定理，在穩(wěn)定流量的情況下，管道中的流速與差壓的開方成正比。在V錐體的前后產(chǎn)生差壓 △P，此差壓的高壓（正壓）是在上游流體收縮前的管壁取壓口處測得的靜壓力P1，而低壓（負(fù)壓）則是在內(nèi)錐體朝向下游端面，V錐中心軸處所開取壓孔處壓力P2，如右圖所示。
流量公式：△P=P1-P2
β= Q=K·E
式中：β-直徑比，
D-管道內(nèi)徑，mm；
d-錐體外徑，mm；
Q-流量m/h3
k-流出系數(shù)，無量綱，因不同流量計(jì)而異，
E-氣體膨脹系數(shù)，無量綱，在非壓縮應(yīng)用時(shí)E=1
△P-差壓Pa
ρ-流體密度kg/m3
二、技術(shù)特點(diǎn)
1.流體的流態(tài)整形
V錐流量傳感器的流量計(jì)算公式與其它差壓（DP）儀表類似，但是V錐體的幾何形狀與傳統(tǒng)的差壓儀表*不同。V錐流量傳感器是把錐體安裝在管道的*收縮流體。
如果流體在一個(gè)很長的管道內(nèi)流動(dòng)，沒有任何阻擋或干擾，它是充分發(fā)展的流動(dòng)。管道內(nèi)流體流速是不一樣的。管壁處的流速是較小，管道*的流速zui大，這是由于管壁的磨擦使流體通過時(shí)流速變慢。如果V錐體是懸掛在管道的*，因此它直接與流動(dòng)的高流速區(qū)域產(chǎn)生相互作用。
V錐體迫使高流速區(qū)域與靠近管壁的低流速混合。孔板的開孔是在管道的*，不與這個(gè)高流速區(qū)域產(chǎn)生相互作用。這是V錐流量傳感器在較小流量時(shí)的一個(gè)zui大優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)流量減小時(shí)，V錐繼續(xù)與管道內(nèi)的zui大流速產(chǎn)生相互作用。在其它差壓儀表可能漸變有用的差壓信號的地方，V錐流量傳感器仍然能夠產(chǎn)生差壓信號。
2．準(zhǔn)確度
V錐流量傳感器的一次元件精度可達(dá)到±0.5%。流量測量的系統(tǒng)精度取決于V錐流量傳感器的精度等級和差壓變送器、二次儀表的精度等級等。
3．重復(fù)性好
V錐流量傳感器的重復(fù)性可達(dá)到±0.1%，或更好。
4．量程比寬
V錐流量傳感器的量程比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的差壓儀表。典型的V錐量程比是10∶1，較大的量程比也是可以達(dá)到。當(dāng)雷諾數(shù)低到8000時(shí)流量計(jì)還可以產(chǎn)生差壓信號。所以，可測量較低的雷諾數(shù)范圍流體。
5．直管段安裝要求低
實(shí)際安裝時(shí)管道的流體的流態(tài)很少是理想的。如果流量計(jì)安裝在流體流動(dòng)不能充分發(fā)展的管路上，例如彎頭，閥，縮管或擴(kuò)管，三通節(jié)頭等都會對流動(dòng)的發(fā)展產(chǎn)生干擾。用別的流量計(jì)技術(shù)測量受到干擾的流動(dòng)，可能會產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性誤差。V錐流量傳感器的使用可以在錐體上游重新形成流態(tài)，克服了這個(gè)問題，這得歸咎于V錐的外型和中心安裝位置，當(dāng)流體接近錐體時(shí)流態(tài)變得"扁平"朝著充分發(fā)展的流態(tài)形狀發(fā)展。
流體在V錐管流動(dòng)時(shí)可以它產(chǎn)生扁平的流態(tài)分布，因此與其它差壓儀表比對上游的干擾更能發(fā)揮作用。V錐上游直管：0－3D； 下游直管：0－1D。 這對那些大口徑，費(fèi)用昂貴的管路用戶，或較短運(yùn)行管路的用戶帶來好處。
有些特殊條件，例如單個(gè)或雙個(gè)彎頭不在同一平面或接近儀表上游，在這種情況下V錐仍然可以產(chǎn)生扁平流態(tài)。這意味著當(dāng)不同流態(tài)接近錐體時(shí)，始終會產(chǎn)生一個(gè)可預(yù)測的流態(tài)，保證儀表地測量。
6．長期穩(wěn)定性能好
由于V錐體的外形是收縮流體不會對突變表面產(chǎn)生撞擊，沿錐體表面形成分界層，引導(dǎo)流體離開β邊。這意味著β邊不會遭到臟污流體的磨損，但是孔板銳邊常受到磨損。因此β系數(shù)保持不變，V錐流量傳感器具有長期穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)。
7．信號穩(wěn)定性好
差壓儀表一般都有"信號波動(dòng)"，即使在流量穩(wěn)定情況下，一次元件產(chǎn)生的信號也會有一定的波動(dòng)量。例如孔板流量計(jì)，在孔板后面會形成長長的渦流，這種長的渦流會產(chǎn)生高振幅，低頻率孔板信號，干擾流量計(jì)的讀數(shù)。對于V錐流量傳感器，流體通過V錐，在V錐體后面形成短的渦流，產(chǎn)生低振幅，高頻率信號，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的V錐信號。見右圖：V錐和孔板信號
8．流體的低*壓損
因?yàn)榱黧w對突變V錐的平滑的表面沒有撞擊，因此V錐流量傳感器的*壓損比孔板低。同樣，由于V錐信號的穩(wěn)定性，同樣流量的滿量程V錐差壓信號比其它差壓儀表低。這樣可以降低*的流體壓損。
9．V錐體β系數(shù)計(jì)算范圍寬
由于V錐流量傳感器的V錐*的幾何形狀，使得它的β系數(shù)范圍寬，標(biāo)準(zhǔn)的β系數(shù)范圍：0.45, 0.55, 0.65, 0.75, 0.85
10．V錐流量傳感器的管內(nèi)無滯留區(qū)域
由于V錐流量傳感器的測量流體流過V錐"一掃而過"的設(shè)計(jì)理念，不可能在管內(nèi)有流體中的顆粒、殘?jiān)?、凝結(jié)物沉積的滯留區(qū)域。特它具有自清潔的功能，適用于臟污流體的流量測量。
11．不同的物料混合
V錐體后面的短的渦流和下游的流體剛好*混合，V錐流量傳感器在多種應(yīng)用場合可作為物料的混合器使用。
三、主要技術(shù)參數(shù)
四、直管段要求
1.法蘭、夾持連接型
V錐流量傳感器是一段帶法蘭的直管段，V錐體置于管內(nèi)，在工藝管道上焊接同樣的法蘭。與V錐流量傳感器組裝即可。
V錐流量傳感器在垂直管道上安裝時(shí)，流體應(yīng)自下而上流動(dòng)，由于正負(fù)取壓口不在同一水平面，應(yīng)對其高度進(jìn)行必要的修正。
2.焊接型
V錐流量傳感器由于其耐磨性非常好且流體對V型錐體有吹掃作用，使其有自清潔功能。所以可以把V錐流量傳感器做為管道的一部分*焊于管道中。
上，下游直管段要求：
氣體測量，雷弱數(shù)范圍（Re）>200,000,β值大于或等于0.65
上，下游直管段要求：
液體測量，雷弱數(shù)范圍（Re）≤200,000,β值大于或等于0.65
五、安裝尺寸
法蘭尺寸按JB/T81-94、JB/T82.1-94、JB/T82.2-94標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行
六、安裝方法
（1）測量液體流量
（a）差壓變送器安裝在內(nèi)錐體裝置的下方（圖1.1），這樣可以避免液體中氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管和變送器中。
（b）如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方（圖1.2），為了減少液體中的氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管內(nèi)，應(yīng)在內(nèi)錐體裝置和導(dǎo)壓管之間裝U型彎管，且彎頭下端至少低于管道中心1米。
（c）在水平或傾斜的管道上，如果將導(dǎo)壓管裝在內(nèi)錐體裝置的上半部，這樣導(dǎo)壓管內(nèi)會積聚氣體。如果裝在內(nèi)錐體裝置的下半部。會使沉積物落入導(dǎo)壓管內(nèi)。因此，導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝置的水平中心線兩端引出，或自水平向下小于45度引出。
（2）測量蒸汽流量
（a）為了保證變送器不受蒸汽高溫的影響，在變送器和內(nèi)錐體裝置之間必須安裝兩個(gè)位于同一高度的冷凝器，并在冷凝器、導(dǎo)壓管和高、低壓室內(nèi)充滿冷凝水，避免高溫對變送器的影響。
（b）差壓變送器安裝在內(nèi)錐體裝置的下方 （圖2．1），這樣可以避免氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管和變送器中。冷凝器應(yīng)安裝在盡量靠近內(nèi)錐體裝置處。
（c）a如果差壓變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方（圖2．2）。應(yīng)把冷凝器裝在高于差壓變送器的地方。
（d）上述兩種安裝方法均在靠近變送器的地方裝有閥，以供吹洗導(dǎo)壓管。同時(shí)在內(nèi)錐體裝置和冷凝器之間的導(dǎo)壓管上應(yīng)加保溫層。
（e）其他安裝方法參考（1）b、c
（3）測量氣體流量
（a）差壓變送器安裝在內(nèi)錐體裝置的上方 （圖3．1），這樣可以使導(dǎo)壓管內(nèi)所產(chǎn)生的冷凝液流回管道。
（b）如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的下方 （圖3．2），為了減少水份凝結(jié)在導(dǎo)壓管內(nèi)，應(yīng)從內(nèi)體錐裝置引出導(dǎo)壓管裝U型彎管，且彎管頭上端至少高于管道中心1米。
（c）在水平或傾斜的管道上，為了避免管道中冷凝液進(jìn)入導(dǎo)壓管，導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝置的水平中心線上半部引出。
（d）若氣體中含有污物或灰塵，在導(dǎo)壓管的轉(zhuǎn)彎地方應(yīng)安裝十字接頭，以便清洗或吹洗。
七、產(chǎn)品選型
八、V錐流量傳感器選型需要的工藝參數(shù)
（1）流體名稱
（2）管道內(nèi)外徑（mm）
（3）選用V錐流量傳感器的型式
（4）刻度流量單位（kg/h，t/h，m3/h，Nm3/h）
a.在工作狀態(tài)下 b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下
（5）常用流量、zui小流量、zui大流量
a.在工作狀態(tài)下 b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（介質(zhì)為氣體時(shí)應(yīng)該說明流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）
（6）工作壓力（MPa）
a.壓力 b.表壓力
（7）流體溫度（℃）：zui高、zui低、常用的溫度
（8）流體密度（kg/m3）
a.在工作狀態(tài)下 b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（介質(zhì)為氣體時(shí)應(yīng)該說明密度值的狀態(tài)）
（9） 流體粘度（Pa•s）
（10） 相對濕度
（11） 氣體成分：容積百分比（用于二種以上的混合氣體）
（12） 傳感器的安裝方式
a.水平 b.自下而上
（13） 管道法蘭
a.按法蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,代號為提供法蘭標(biāo)準(zhǔn)及型號
b.乙方設(shè)計(jì)提供法蘭圖紙
注意：
•測量水和水蒸汽須提供（1）、（2）、（4）、（5）、（6）、（7）、（11） 、（12）
•測量一般氣體須提供（1）～（13）
•測量一般溶液及油類須提供（1）、（2）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）、（9）、（12）、（13）
•各項(xiàng)數(shù)據(jù)必須填寫工藝設(shè)計(jì)的一個(gè)具體數(shù)值，請勿填寫由大約多少的某一段范圍。
九、HPLVZ型V錐流量傳感器選型要點(diǎn)
1、HPLVZ型V錐流量傳感器設(shè)計(jì)選型需用戶提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)，或設(shè)計(jì)院的流量計(jì)選型規(guī)格書；
2、根據(jù)介質(zhì)理化特性、使用工況條件、準(zhǔn)確度、安裝要求等進(jìn)行選型；
3、根據(jù)介質(zhì)的種類、溫度、壓力、腐蝕性等要求選取流量計(jì)對應(yīng)的管道、法蘭、錐體、取壓方式等進(jìn)行材質(zhì)的選型；
4、根據(jù)介質(zhì)的溫度、流量和壓力選取流量計(jì)管道的公稱直徑、壁厚、管法蘭的壓力等級、密封面、連接形式進(jìn)行選型；
5、根據(jù)介質(zhì)的溫度、壓力和粘度、是否臟污等特點(diǎn)，選擇取壓方式及取壓連接件的材質(zhì)和等級進(jìn)行選型；
6、根據(jù)以上的選型的組合，就得出該V錐流量傳感器的型號。其結(jié)構(gòu)尺寸可從尺寸表里查到，是否帶配對法蘭、螺栓螺母墊片、閥組等附件，需在備注欄里說明，安裝直管段基本要求按直管段要求進(jìn)行；
7、V錐流量傳感器的設(shè)計(jì)計(jì)算利用所有的工藝參數(shù)和選擇合適的β值，進(jìn)行計(jì)算，取得理想的差壓值、量程比和壓損；
8、為方便配套差壓變送器，建議刻度差壓值選在10~30kPa范圍，對于低流量，盡可能將差壓選在0.5kPa以上，雙法蘭取壓，盡可能選3kPa以上。
十、V錐流量傳感器、變送器及流量計(jì)的組合
依照產(chǎn)品供貨范圍以及輸出信號的不同，V錐流量傳感器的組成可分為3類：
1．V錐流量傳感器
只提供差壓信號的形成部分（V錐體及測量道），不提供差壓變送器三閥組和流量顯示部分，輸出信號為差壓。由用戶自己進(jìn)行配套。
2．V錐流量變送器
由V錐流量傳感器和差壓變送器組成。有分體式安裝和安裝兩種結(jié)構(gòu)。
分體式V錐流量變送器由獨(dú)立的V錐流量傳感器和差壓變送器組成。V錐流量傳感器和差壓變送器之間的引壓管連接由用戶自己完成。而差壓變送器可以配套供應(yīng)。
一體式安裝是產(chǎn)品出廠時(shí)己將差壓變送器三閥組與V錐流量傳感器連接成一體，用戶購買一體式V錐流量變送器后，使用時(shí)不需再連接引壓管。若需配接相應(yīng)的流量積算器、壓力變送器和溫度變送器可以配套供應(yīng)。
3．V錐流量計(jì)
有分體式安裝和一體式安裝兩種結(jié)構(gòu)：
分體式安裝由獨(dú)立的V錐、差壓、壓力、溫度變送器、流量積算儀、三閥組、截止閥等部份組合而成。各部份之間的連接組合由用戶自己完成。有防爆型及普通型兩種。
一體式安裝由智能積算儀和V錐流量變送器一道組成V錐流量計(jì)。它帶有差壓變送器和三閥組（壓力傳感器，熱電阻溫度傳感器，必要時(shí)選用）。智能積算儀的量程范圍和V錐流量變送器相適應(yīng)。分本安型防爆產(chǎn)品及普通型產(chǎn)品兩大類。
附錄1常用法蘭標(biāo)準(zhǔn)（供參考）
附錄2有關(guān)國家常用不銹鋼、耐熱鋼鋼號對照表（供參考）
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