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V錐流量計(jì)
關(guān)鍵字:V錐流量計(jì),錐形流量計(jì),流量計(jì)

                                                                                                                                                                                                                


 

一、測(cè)量原理
       V錐流量計(jì)傳感器和差壓變送器組合是一種新穎差壓式流量計(jì),可準(zhǔn)確測(cè)量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)的各種流量條件的流體,和其他差壓式流量計(jì)原理一樣,都是根據(jù)在封閉管道中連續(xù)流動(dòng)的流體能量守恒的伯努利定理進(jìn)行測(cè)量,對(duì)于理想的流體,介質(zhì)的流速與差壓的平方根成正比。
        V錐流量計(jì)傳感器獨(dú)特的錐形節(jié)流的物理結(jié)構(gòu),不但擴(kuò)大了介質(zhì)流量的測(cè)量范圍,還具有流體整流的特殊構(gòu)造,因此在工藝上直管段要求很低,完全不同于其它差壓型流量計(jì)需要很長(zhǎng)的直管段來(lái)流體穩(wěn)流。V錐流量傳感器繼承了傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)穩(wěn)定性好、通用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),并避免了傳統(tǒng)差壓流量計(jì)的局限性。
        V錐流量計(jì)傳感器的基本原理是在測(cè)量管中同軸安裝的V錐體和相應(yīng)的取壓口。該測(cè)量管和V錐體是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì),精密加工的。
        流體在測(cè)量管流過(guò)V錐體時(shí)、與流動(dòng)的流體互相產(chǎn)生作用,在錐體前重新形成流態(tài),局部收縮使流體的流速加快,靜壓下降。
        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(cè)得的靜壓力    Pl,而低壓力(負(fù)壓)則是在內(nèi)錐體朝向下游端面,V錐中心軸處所開(kāi)取壓孔處壓力P2。

二、技術(shù)特點(diǎn)
1.流體的流態(tài)整形
       V錐流量計(jì)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(gè)很長(zhǎng)的管道內(nèi)流動(dòng),沒(méi)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,管道中央的流速量大,這是由于管壁的磨擦使流體通過(guò)時(shí)流速變慢。如果系列V錐體是懸掛在管道的中央,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(kāi)孔是在管道的中央,不與這個(gè)高流速區(qū)域立生相互作用。這是V錐流量傳感器在較小流量時(shí)的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)流量減小時(shí),V錐繼續(xù)與管道內(nèi)的最大流速產(chǎn)生相互作用。在其它差壓儀表可能漸變有用的差壓信號(hào)的地方,V錐流量傳感器仍然能夠產(chǎn)生差壓信號(hào)。
2.準(zhǔn)確度
       V錐流量傳感器的一次元件準(zhǔn)確度可達(dá)到±0.5%。流量測(cè)量的系統(tǒng)準(zhǔn)確度取決于V錐流量傳感器的準(zhǔn)確度和差壓變送器。二次儀表的準(zhǔn)確度等。
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(guò)傳統(tǒng)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(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(hào)。所以,可測(cè)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(huì)對(duì)流動(dòng)的發(fā)展產(chǎn)生干擾。用別的流量計(jì)技術(shù)測(cè)量受到干擾的流動(dòng),可能會(huì)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(wèn)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)可以將它產(chǎn)生扁平的流態(tài)分布,因此與其它差壓儀表比對(duì)上游的干擾更能發(fā)揮作用。V錐上游直管:0-3D;下游直管:O-ID。這對(duì)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(lái)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)可預(yù)測(cè)的流態(tài),保證儀表準(zhǔn)確的測(cè)量。
6.長(zhǎng)期穩(wěn)定性能好
       由于V錐體的外形是收縮流體不會(huì)對(duì)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(kāi)p邊。這意味著p邊不會(huì)遭到臟污流體的磨損,但是孔板銳邊常受到磨損。因此系數(shù)保持不變,V錐流量傳感器具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)。
7.信號(hào)穩(wěn)定性好
       差壓儀表一般都有“信號(hào)波動(dòng)”,即使在流量穩(wěn)定的情況下,一次元件產(chǎn)生的信號(hào)也會(huì)有一定的波動(dòng)量。例如孔板流量計(jì),在孔板后面會(huì)形成長(zhǎng)長(zhǎng)的渦流,這種長(zhǎng)的渦流會(huì)產(chǎn)生高震幅,低頻率孔板信號(hào),干擾流量計(jì)的讀數(shù)。對(duì)于V錐流量傳感器,流體通過(guò)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(hào),轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的V錐信號(hào),其信號(hào)波動(dòng)是孔板的1/10。
8.流體的低永久壓損
       因?yàn)榱黧w對(duì)突變V錐的平滑的表面沒(méi)有撞擊,因此V錐流量傳感器的永久壓損比孔板低。同樣,由于V錐信號(hào)的穩(wěn)定性,同樣流量的滿量程V錐差壓信號(hào)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系數(shù)計(jì)算范圍寬
       由于V錐流量傳感器的V錐獨(dú)特的幾何形狀,使得它的p系數(shù)范圍寬,標(biāo)準(zhǔn)的3系數(shù)范圍:0.45,0.55,0.65,0.75, 0.85
10. 流量傳感器的管內(nèi)無(wú)滯留區(qū)域
       由于V錐流量傳感器的測(cè)量流體流過(guò)V錐“一掃而過(guò)”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。特別具有自清潔的功能,適用于臟污流體的流量測(cè)量。
11.  不同的物料混合
        V錐體后面的短的錐體產(chǎn)生渦流可將下游的物料徹底混合,即V錐流量傳感器也可作為物料混合器的場(chǎng)合使用。

三、主要參數(shù)
● 測(cè)量介質(zhì) :液體、氣體、蒸汽
● 公稱通經(jīng) :DN25mm~DN1600mm
● 公稱壓力 :≤16MPa; 最大≤42.0MPa
● 工作溫度 :-40℃~600℃
● 環(huán)境溫度 :-40℃~60℃
● 相對(duì)濕度 :5%~90%
● 流量計(jì)精確度 :±0.5%、±1.0%、±1.5%
● 重復(fù)性 :0.15%、0.33%、0.5%
● 范圍度(量程比):10:1
● 適用雷諾數(shù) :8000~1×107
● 結(jié)構(gòu)形式 :法蘭連接型、對(duì)夾型、特殊(按用戶需求)
● 安裝直管段長(zhǎng)度 :一般上游1~3D,下游0.5~1D
● 材質(zhì) :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(jì)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錐流量計(jì)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(duì)其高度行必要的修正。
2.焊接型
      V錐流量計(jì)傳感器由于其耐磨性非常好且流體對(duì)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于管道中。
     上,下游直管段要求:
     氣體測(cè)量,雷諾數(shù)范圍(Re》200,000,p值大于或等于0.65

六、安裝方法
(1)測(cè)量液體流量
a.差壓變送器最好安裝在內(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,這樣在導(dǎo)壓管內(nèi)會(huì)積聚氣體,如果裝在內(nèi)錐體裝置的下半部,會(huì)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4 5度引出。
(2)測(cè)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(duì)變送器的影響。
b.差壓變送器最好安裝在內(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.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(l)b、c。
(3)測(cè)量氣體流量
a.差壓變送器最好安裝在內(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)錐體裝置引出的導(dǎo)壓管裝U型彎管,且彎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)錐體裝置體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、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錐流量傳感器的形式
4.刻度流量單位(kg/h,t/h,m³/h,m³/h)
    a.在工作狀態(tài)下  b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下
5.常用流量
6.最小流量、最大流量
    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(shuō)明流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))
7.工作壓力(MPa)
    a.絕對(duì)壓力  b.表壓力
8.流體溫度(℃):最高、最低、
9.流體密度(kg/m3)
    a.在工作狀態(tài)下
10.流體粘度(Pa.s)
1 1.相對(duì)濕度
12.氣體成分
常用的溫度、錐體和連接件為不銹鋼
全為不銹鋼
b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(介質(zhì)為氣體時(shí)應(yīng)該說(shuō)明密度值的狀態(tài))
容積百分比(用于二種以上的混合氣體)
13.管道裝置
    a.水平    b.自下而上
14.管道法蘭
    a.按法蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,代號(hào)為提供法蘭標(biāo)準(zhǔn)及型號(hào)    b.乙方設(shè)計(jì)供法蘭圖紙
注意:
測(cè)量水和水蒸氣須提供(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(12)、(13)
測(cè)量一般氣體須提供(1)~(14)
測(cè)量一般溶液及油類須提供(1)、(2)、(4)、
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,(5)、  (6)、  (7)、  (8)、  (9)、  (10)、  (13)、  (14)請(qǐng)勿填寫由大約多少的某一段范圍。

八、HLVZ型V錐流量傳感器選型要點(diǎn)
    I.HLVZ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(shū);
    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(duì)應(yīng)的管道、法蘭、錐體、取壓方式進(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(jí)、密封面、連接式進(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(jí)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(hào)。其結(jié)構(gòu)尺寸可從尺寸表里查到,是否帶配對(duì)法蘭、螺檢螺母墊片、閥組等附件,需在備注欄里說(shuō)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p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(duì)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。

九、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(hào)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(hào)的形成部分(V錐流量傳感器),不提供差壓變送器三閥組和流量顯示部分,輸出信號(hào)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。有分體式安裝和一體式安裝兩種結(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)已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(gòu)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)的流量積算儀、壓力變送器和溫度傳感器可以配套供應(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、溫度傳感器、流量積算儀、三閥組、截止閥等部分組合而成。各部分之間的連接組合由用戶自己完成。有防爆型及普通型兩種。
    一體式安裝由智能流量積算儀和V錐流量變送器一道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)。智能流量積算儀的流量范圍和V錐流量變送器相適應(yīng)。分體式有本安型防爆產(chǎn)品及普通型產(chǎn)品兩大類。

 
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