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V形錐流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么

點(diǎn)擊次數(shù):1878 發(fā)布時(shí)間:2021-06-07 00:38:23
V形錐流量計(jì)包括一個(gè)在測量管中同軸安裝的尖圓錐體和相應(yīng)的取壓口。該測量管是預(yù)先精密加工好的,在尖圓錐體的兩端產(chǎn)生差壓。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,而低壓力(負(fù)壓)則是在圓錐體朝向下游端面,錐中心軸處所開取壓孔處壓力P2。該圓錐體的**朝向來流,該圓錐體與其尾隨面之間是一個(gè)尖銳的銳角。此交合面的邊緣使得流體在進(jìn)入下游的低壓區(qū)之前有一個(gè)平滑的過渡區(qū)。
由于流體不是被迫收縮到管道中心軸線附近,并且也不再是一個(gè)阻擋物(節(jié)流件)令流體突然改變流動(dòng)方向,而是利用這種結(jié)構(gòu)新穎的內(nèi)錐式節(jié)流裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)流體的逐漸朝向管內(nèi)邊壁的收縮(節(jié)流),使V形內(nèi)錐式流量計(jì)具有了一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。這種流量計(jì)在其節(jié)流件的下游只會(huì)產(chǎn)生高頻低幅的喘流(小渦流),因而差壓變送器所測量的差壓ΔΡ信號(hào)是低噪聲信號(hào)。這樣在低壓力的取壓孔處可以測得靈敏度(分辨率)優(yōu)于2.5毫米水柱的壓力。這就使只用一個(gè)差壓變送器就獲得很寬的量程比(范圍度)(量程比可大于15比1)和很好的重復(fù)性,重復(fù)性優(yōu)于±0.1%成為可能。
 
一、V形錐流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):
 
1、量程比寬
V 錐的zui早生產(chǎn)廠McCrometer公司開展了一系列測試研究工作, 得出結(jié)論: V 錐和孔板比較, V 錐的信噪比要小的多。由于信噪比小, V 錐在小流量測量時(shí), 即使測量的差壓在較小的工況下也可以地進(jìn)行測量。從而不必像孔板那樣, 需要通過增大變送器的阻尼來改善信號(hào)噪聲的影響。正因?yàn)榇耍?V 錐的量程比遠(yuǎn)大于孔板的量程比。印度理工學(xué)院的S N S ingh教授分別使用油和水在不同的雷諾數(shù)下做了實(shí)驗(yàn), 得出結(jié)論: 在一定的測量范圍內(nèi), V 錐的流出系數(shù)幾乎與雷諾數(shù)無關(guān)。筆者也曾參與了數(shù)百臺(tái)V 錐流量計(jì)的標(biāo)定工作, 從數(shù)據(jù)中可以看出, 一般在1. 0精度范圍內(nèi), 使用單臺(tái)差壓變送器, V 錐的量程比就可以達(dá)到10..1。
 
2、直管段要求低
V 錐的自整流功能使其直管段要求低于孔板。印度理工學(xué)院的S N S ingh教授分別采用油和水, 在上游的不同位置安置不同開度的閥門來試驗(yàn), zui后得出的結(jié)論為: 如果上游的干擾是發(fā)生在V形錐流量計(jì)的上游10D, 或更遠(yuǎn)處, 則這種非對(duì)稱的速度分布不會(huì)影響流出系數(shù)的值, 流出系數(shù)將保持在理想條件下所得出的相同的數(shù)值; 如果上游干擾源的位置距離V形錐流量計(jì)小于10D (如5D ), 則流出系數(shù)的zui大變化量為6%。可見只要V 錐前面有10D的直管段, 無論前面有什么樣的節(jié)流件都不會(huì)對(duì)其測量造成影響。而ISO - 5167中規(guī)定孔板的直管段要求根據(jù)前面節(jié)流件的不同有很大的變化, 一般至少需要20D。如上述測試分離器的氣體出口一般采用4“的管道, 對(duì)于V 錐來說, 其前面只需1 m 的直管段就可以了, 后面只需0. 5m 的直管段。
 
3、壓力損失小
壓力損失即不可恢復(fù)的壓力, 它是流量計(jì)選型時(shí)需要考慮的重要指標(biāo)之一。在當(dāng)今能源缺乏, 提倡節(jié)能減排的社會(huì), 該參數(shù)顯得尤為重要。由于V 錐體邊緣形狀決定流體的流動(dòng)狀態(tài), 流體的壓力損失遠(yuǎn)小于使用孔板時(shí)的壓力損失。而且由于V 錐的自整流功能, 其前面無需加整流器, 而孔板則需要較長的直管段來調(diào)整流體的流動(dòng)狀態(tài)。海上石油平臺(tái)上空間較小, 很難滿足直管段的要求, 常常需要增加整流器, 以保證介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)。但是整流器的高壓損帶來的弊病就是消耗更多的能源。即使不考慮整流器, 在同*量下, V 錐的壓力損失一般也只有孔板的1 /2~ 1 /3。
 
4、精度高
由于V 錐結(jié)構(gòu)無可動(dòng)部件, 使得V 錐具有很好的重復(fù)性, 一般小于0. 1% 。由于量程比寬, 即它的線性度好, 從而使其精度較高。根據(jù)GB17167 - 2006.。用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則。.規(guī)定, 用于能源計(jì)量的流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)要求為: 煤氣和天然氣為2. 0級(jí)。所以在測試分離器出口的氣體測量中, 在10..1的量程范圍內(nèi), V 錐加上差壓變送器及二次表的總體誤差不會(huì)低于1. 5級(jí), 完滿足計(jì)量要求。
 
5、長期性能好
由于錐體的輪廓形狀限制了介質(zhì)的流動(dòng), 流體沿著錐體形成了邊界層, 這意味著錐體的邊緣不容易受不清潔的流體磨損, 從而使開孔比。.保持不變, 使得流量計(jì)可以在很長時(shí)間內(nèi)保持精度而不必校驗(yàn)。
 
二、V形錐流量計(jì)的缺點(diǎn):
 
1、需要標(biāo)定
孔板是通過保證幾何尺寸就可以保證其測量精度的流量計(jì)。而V 錐屬于新型的流量計(jì), 雖然眾多的廠家及科研人員做了大量的實(shí)驗(yàn), 但迄今為止V形錐流量計(jì)可依據(jù)的**標(biāo)準(zhǔn)有限, 而且由于機(jī)密性和的限制, 現(xiàn)已公布的有關(guān)V形錐流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可利用的文獻(xiàn)較為缺乏。各個(gè)生產(chǎn)廠家依據(jù)企標(biāo)來生產(chǎn), 可以說產(chǎn)品魚龍混雜, 并不是每個(gè)廠家的產(chǎn)品都可靠。由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)不充分, 使得每臺(tái)V形錐流量計(jì)出廠時(shí)都必須經(jīng)過嚴(yán)格的標(biāo)定。從而也增加其費(fèi)用。
 
2、售價(jià)較高
同種規(guī)格的V形錐流量計(jì)的價(jià)格要高于孔板流量計(jì), 但低于可更換孔板流量計(jì)。由于V 錐的用料多、加工工藝復(fù)雜、標(biāo)定費(fèi)用高, 使得其售價(jià)較高。但是在考慮流量計(jì)時(shí), 初次購買價(jià)及安裝費(fèi)用、儀表的可靠性、長期維護(hù)費(fèi)用、壓力損失等綜合因素的總評(píng)才是選取流量計(jì)的依據(jù), 只有綜合考慮并權(quán)衡了以上這些重要因素, 才能做到合理選型。如前所述, V形錐流量計(jì)除了在初次購買費(fèi)用上高于孔板流量計(jì)外, 其他的費(fèi)用應(yīng)該與孔板流量計(jì)持平或低于孔板流量計(jì)。尤其是在補(bǔ)償壓力損失所需要的耗能方面, V形錐流量計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于孔板流量計(jì)。所以從長遠(yuǎn)考慮, 使用V形錐流量計(jì)的綜合費(fèi)用要低于孔板流量計(jì)。使用可更換孔板的目的就是為了提高孔板的量程比。但是其價(jià)格昂貴。如果給V形錐流量計(jì)配兩臺(tái)不同量程的變送器, 那么其量程比的擴(kuò)展要遠(yuǎn)大于可更換孔板流量計(jì), 而其價(jià)格要遠(yuǎn)低于可更換孔板。
 
3、差壓較低
由于V形錐流量計(jì)的流出系數(shù)要大于孔板流量計(jì)的流出系數(shù), 使得相同流量時(shí)孔板的差壓值要高于V 錐的差壓值。孔板流量計(jì)的變送器一般都是用中差壓表, V形錐流量計(jì)一般用低差壓表。

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