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V錐流量計
關鍵字:V錐流量計


 

一、測量原理
       V錐流量計傳感器和差壓變送器組合是一種新穎差壓式流量計,可準確測量寬雷諾數(8×103≤Re≤5×107)範圍內的各種流量條件的流體,和其他差壓式流量計原理一樣,都是根據在封閉管道中連續流動的流體能量守恒的伯努利定理進行測量,對於理想的流體,介質的流速與差壓的平方根成正比。
        V錐流量計傳感器獨特的錐形節流的物理結構,不但擴大了介質流量的測量範圍,還具有流體整流的特殊構造,因此在工藝上直管段要求很低,完全不同於其它差壓型流量計需要很長的直管段來流體穩流。V錐流量傳感器繼承了傳統差壓式流量計穩定性好、通用性強的優點,並避免了傳統差壓流量計的局限性。
        V錐流量計傳感器的基本原理是在測量管中同軸安裝的V錐體和相應的取壓口。該測量管和V錐體是經過設計,精密加工的。
        流體在測量管流過V錐體時、與流動的流體互相產生作用,在錐體前重新形成流態,局部收縮使流體的流速加快,靜壓下降。
        在V錐體的前後產生差壓△P,此差壓的高壓(正壓)是在上遊流體收縮前的管壁取壓口處測得的靜壓力    Pl,而低壓力(負壓)則是在內錐體朝向下遊端麵,V錐中心軸處所開取壓孔處壓力P2。

二、技術特點
1.流體的流態整形
       V錐流量計傳感器的流量計算公式與其它差壓(DP)儀表類似,但是V錐體的幾何形狀與傳統的差壓儀表完全不同。V錐流量傳感器是把錐體安裝在
管道的中央收縮流體。
       如果流體在一個很長的管道內流動,沒有任何阻擋或幹擾,它是充分發展的流動。管道內流體流速是不一樣的。管壁處的流速是較小,管道中央的流速量大,這是由於管壁的磨擦使流體通過時流速變慢。如果係列V錐體是懸掛在管道的中央,因此它直接與流動的高流速區域產生相互作用。V錐體迫使高流速區域與靠近管壁的低流速混合,孔板的開孔是在管道的中央,不與這個高流速區域立生相互作用。這是V錐流量傳感器在較小流量時的一個最大優點。當流量減小時,V錐繼續與管道內的最大流速產生相互作用。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生差壓信號。
2.準確度
       V錐流量傳感器的一次元件準確度可達到±0.5%。流量測量的係統準確度取決於V錐流量傳感器的準確度和差壓變送器。二次儀表的準確度等。
3.重複性好
       V錐流量傳感器的重複性可達到±0.1%,或更好。
4.量程比寬
       V錐流量傳感器的量程比遠遠超過傳統的差壓儀表。典型的V錐量程比是1 0:1,較大的量程比也是可以達到。當雷諾數低到8000時流量計還可以產生差壓信號。所以,可測量較低的雷諾數範圍流體。
5.直管段安裝要求低
       實際安裝時管道的流體的流態很少是理想的。如果流量計安裝在流體流動不能充分發展的管路上,例如彎頭,閥,縮管或擴管,三通節頭等都會對流動的發展產生幹擾。用別的流量計技術測量受到幹擾的流動,可能會產生實質性誤差。V錐流量傳感器的使用可以在錐體上遊重新形成流態,克服了這個問題,這得歸咎於V錐的外型和中心安裝位置,當流體接近錐體時流態變得“扁平”朝著充分發展的流態形狀發展。
       流體在V錐管流動時可以將它產生扁平的流態分布,因此與其它差壓儀表比對上遊的幹擾更能發揮作用。V錐上遊直管:0-3D;下遊直管:O-ID。這對那些大口徑,費用昂貴的管路用戶,或較短運行管路的用戶帶來好處。有些特殊條件,例如單個或雙個彎頭不在同一平麵或接近儀表上遊,在這種情況下V錐仍然可以產生扁平流態。這意味著當不同流態接近錐體時,始終會產生一個可預測的流態,保證儀表準確的測量。
6.長期穩定性能好
       由於V錐體的外形是收縮流體不會對突變表麵產生撞擊,沿錐體表麵形成分界層,引導流體離開p邊。這意味著p邊不會遭到髒汙流體的磨損,但是孔板銳邊常受到磨損。因此係數保持不變,V錐流量傳感器具有長期穩定性能好的特點。
7.信號穩定性好
       差壓儀表一般都有“信號波動”,即使在流量穩定的情況下,一次元件產生的信號也會有一定的波動量。例如孔板流量計,在孔板後麵會形成長長的渦流,這種長的渦流會產生高震幅,低頻率孔板信號,幹擾流量計的讀數。對於V錐流量傳感器,流體通過V錐,在V錐體後麵形成短的渦流,產生低振幅,高頻率信號,轉換成穩定的V錐信號,其信號波動是孔板的1/10。
8.流體的低永久壓損
       因為流體對突變V錐的平滑的表麵沒有撞擊,因此V錐流量傳感器的永久壓損比孔板低。同樣,由於V錐信號的穩定性,同樣流量的滿量程V錐差壓信號比其它差壓儀表低。這樣可以降低永久的流體壓損。同樣的p值,其壓損是孔板的1/3-1/5。
9.V錐體β係數計算範圍寬
       由於V錐流量傳感器的V錐獨特的幾何形狀,使得它的p係數範圍寬,標準的3係數範圍:0.45,0.55,0.65,0.75, 0.85
10. 流量傳感器的管內無滯留區域
       由於V錐流量傳感器的測量流體流過V錐“一掃而過”的設計理念,不可能在管內有流體中的顆粒、殘渣、凝結物沉積的滯留區域。特別具有自清潔的功能,適用於髒汙流體的流量測量。
11.  不同的物料混合
        V錐體後麵的短的錐體產生渦流可將下遊的物料徹底混合,即V錐流量傳感器也可作為物料混合器的場合使用。

三、主要參數
● 測量介質 :液體、氣體、蒸汽
● 公稱通經 :DN25mm~DN1600mm
● 公稱壓力 :≤16MPa; 最大≤42.0MPa
● 工作溫度 :-40℃~600℃
● 環境溫度 :-40℃~60℃
● 相對濕度 :5%~90%
● 流量計精確度 :±0.5%、±1.0%、±1.5%
● 重複性 :0.15%、0.33%、0.5%
● 範圍度(量程比):10:1
● 適用雷諾數 :8000~1×107
● 結構形式 :法蘭連接型、對夾型、特殊(按用戶需求)
● 安裝直管段長度 :一般上遊1~3D,下遊0.5~1D
● 材質 :碳鋼、SUS304、SUS316L、其它
● 流向 :水平、垂直、其它
● 等效直徑比 :0.45~0.85

四、直管段要求
1.法蘭、夾持連接型
      V錐流量計傳感器是一段帶法蘭的直管段,V錐體置於管內,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錐流量計傳感器在垂直管道上安裝時,流體應自下而上流動,由於正負取壓口不在同一水平麵,應對其高度行必要的修正。
2.焊接型
      V錐流量計傳感器由於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永久焊於管道中。
     上,下遊直管段要求:
     氣體測量,雷諾數範圍(Re》200,000,p值大於或等於0.65

六、安裝方法
(1)測量液體流量
a.差壓變送器最好安裝在內錐體裝置的下方(圖1.1),這樣可以避免液體中氣體進入導壓管和變送器中。
b.如果變送器不得不安裝在內錐體裝置的上方(圖1.2),為了減少液體中的氣體進入導壓管內,應在內錐體裝置和導壓管之間裝U型彎管,且彎頭下端至少低於管道中心1米。
                       

 

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