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v形錐流量計的工作原理

點擊次數(shù):1924 發(fā)布時間:2021-06-07 00:36:09
1、綜述
v形錐流量計是一種新型的可精確測量各種雷諾數(shù)的高精度流量計,可滿足各種介質(zhì)的應(yīng)用條件要求其操作原理同其它各種類型的差壓原理相同,都是基于密封管道中的能量守恒定理,v形錐流量計由于具有****的設(shè)計結(jié)構(gòu),因而性能更優(yōu)。
 
v形錐流量計是在管道中心處懸掛一錐形節(jié)流件,錐形件阻礙介質(zhì)的流動,重塑流速曲線,在錐形性的下游可立即形成低壓區(qū),管道上游的正壓同經(jīng)節(jié)流件節(jié)流后的下游的負壓之間有一差壓,將正、負壓用取壓口取出,正壓口位于管道的上游,負壓口位于椎體的末端,通過測量兩者之間差壓,根據(jù)伯努利方程即可計算出管道中的流量,椎體位于管線中心,可對所測介質(zhì)的流速曲線進行優(yōu)化,因此測量精度高,對儀表上、下游的直管段要求低。
 
v形錐流量計可測量各種工況(溫度和壓力)條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相(濕氣、液相質(zhì)量比≤5%)、粉末、高粘度、高流速、臟污、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振動、電磁干擾等介質(zhì)的流量。流體的條件可從深低溫到超臨界狀態(tài)。工作溫度*高850℃,*大壓力42.0MPa。若用特殊結(jié)構(gòu)材質(zhì),溫度壓力還可以更高??蓽y量*高雷諾數(shù)500萬,*低雷諾數(shù)8000甚至更低。產(chǎn)生滿刻度差壓信號從*低小于0.1千帕到*高幾十千帕。
 
法蘭取壓型v形錐流量計(VF),采用實心椎體截流體,并在管壁用法蘭取壓,配上遠傳差壓變送器,可有效防止取壓口的堵塞,適合于含有固體顆粒粉塵介質(zhì)、高粘度液體及臟污介質(zhì)。
 
2、工作原理
v形錐流量計是一種差壓型的流量儀表。以差壓原理設(shè)計的流量儀表已經(jīng)有了一百多年的應(yīng)用歷史了,差壓型流量計是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理,也就是說對于穩(wěn)定流體,管道壓力與管道中的介質(zhì)流速的平方根成反比:速度增加壓力會下降,當介質(zhì)接近椎體時,其壓力為P1,在介質(zhì)通過椎體的節(jié)流區(qū)時,速度會增加壓力會降低為P2,如圖1所示,P1和P2都通過v形錐流量計的取壓口引到后接差壓變送器上,流速發(fā)生變化時,v形錐流量計的兩個取壓口之間的差壓值會增大或縮小。當流速相同時,若節(jié)流面積大,則產(chǎn)生的差壓值也大,β值等于錐體的節(jié)流面積除以管道內(nèi)徑的截面積(可換算成兩者之間的直徑比)。
 
3、主要計算公式:
錐體的外形是通過多年的連續(xù)試驗、評估和改進后得出的,是此類流量計的*佳外形。能在不同的工況中使用。我們可以借助管道流速曲線來理解v形錐流量計的性能。如果介質(zhì)通過一個很長的管道,而且在管道中沒有受到任何阻礙和干擾,那它的流速分布將很均勻??拷鼙诘牧魉賻缀鯙榱?,而管道中心的流速將達到*大。(如圖2)當我們將錐體懸掛在管線中心時,錐體將直接同流體的高速區(qū)接角,迫使高速區(qū)的流體同近管壁低速區(qū)的流體混合從而使流速均勻化,這樣測出流體的流速更加準確。
在現(xiàn)實工況中,流速是很難分布均勻的,很多情況都會造成流體分布的不均勻。管道上的任何變化都可能對流體造成影響:如彎頭、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等等。而v形錐流量計利用錐體對流速分布曲線進行重新塑造(如圖3),經(jīng)過錐體“整流”后的流體分布趨于均勻,可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度。這樣使得v形錐流量計的應(yīng)用范圍更加寬闊。
上游干擾造成流速曲線不規(guī)格

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