摘要： 孔闆(pan)流量計 自(zi)出現之日(ri)起就作爲(wèi)一種重要(yao)的流量計(jì)被廣泛應(yīng)用，而 錐形(xing)流量計 作(zuò)爲一種新(xīn)型流量計(ji)，也有着其(qi)獨有的特(te)點并越來(lái)越被廣泛(fàn)應用，詳細(xi)介紹了這(zhè)兩種流量(liàng)計的特點(dian)。
　　 差壓式流(liu)量計 作爲(wèi)一種流量(liàng)測量儀表(biǎo)，具有結構(gou)簡單，使用(yòng)壽命長⛱️，适(shì)應性廣範(fan)等特點，因(yīn)此被廣泛(fan)應用于電(dian)力、化工、煤(méi)炭、冶‼️金、鋼(gang)🥵鐵等行業(ye)。據估計，差(chà)壓式流量(liang)計約占流(liu)量儀表的(de)60%~70%。錐形流💜量(liàng)計作爲20世(shì)紀80年代異(yi)軍突起的(de)新興力量(liang)，憑借着其(qi)獨特🌈的優(yōu)勢，逐漸被(bèi)市場所接(jie)納。
1原理介(jiè)紹
1.1綜述
　　錐(zhuī)形流量計(jì)（見圖1）是一(yi)種新型的(de)可測量各(gè)種雷諾數(shu)的高🏃🏻精🔆度(dù)流量計，滿(mǎn)足各種介(jiè)質的應用(yong)條件要求(qiu)。其操作💁原(yuan)理同其他(tā)各🚶類型的(de)差壓原理(lǐ)相同，都🏃🏻‍♂️是(shi)基于密封(fēng)管道中的(de)♊能量守恒(heng)原理。
　　錐形(xing)流量計在(zai)管道中心(xīn)處懸挂一(yi)錐形節流(liú)件，錐形件(jiàn)阻礙✨介💋質(zhì)的流動，重(zhòng)塑流速曲(qu)線，在錐形(xing)件的下遊(you)可立即形(xing)成負壓區(qu)，管道上遊(you)的正壓同(tong)經節流件(jian)節♊流後的(de)下遊的負(fu)壓之間有(yǒu)一❄️壓差，将(jiang)正、負壓用(yòng)取壓口取(qǔ)出，正壓口(kou)位于♊管道(dao)的上遊，負(fu)壓口🈲位于(yú)錐體的末(mò)端，通過測(cè)🔴量兩者之(zhi)間的差壓(yā)，根據伯努(nu)力方程即(ji)♋可計算出(chū)管道中的(de)流量。錐體(ti)位于管線(xian)中心，可對(duì)所測介質(zhì)❤️的流速曲(qǔ)🔱線進行優(you)化，因此測(ce)量精度高(gao)，對儀表上(shang)、下遊的直(zhí)管段要求(qiú)低。
1.2操作原(yuan)理
　　錐形流(liú)量計是一(yī)種差壓型(xíng)的流量儀(yi)表，迄今爲(wèi)止，以差壓(ya)原理設計(jì)的流量儀(yi)表已經有(yǒu)一百多年(nián)的應用🍉曆(lì)史了。差壓(yā)原理就🚶‍♀️是(shi)基于密封(feng)管道中的(de)能量轉換(huàn)🤞原理，也♉就(jiù)是說🈚穩定(ding)流體、流量(liang)同管道中(zhong)介質流速(su)的平方根(gen)成正比。當(dang)壓力降低(dī)時，速度會(hui)增加，當介(jiè)質接近錐(zhuī)體時，其壓(yā)力爲P1，在介(jie)質通過錐(zhuī)體的節流(liú)區時，速度(du)會增加，壓(ya)力會降低(dī)爲P2，P1和P2都通(tōng)過錐形流(liu)量計的取(qǔ)壓口引到(dao)後接的差(chà)壓變送器(qì)上，流速發(fā)生變化時(shí)，錐形流量(liàng)計的兩個(gè)取❗壓口之(zhī)間的差壓(ya)值🛀會增大(dà)或縮♌小。當(dang)流速相同(tóng)時，若節流(liú)面積大，則(zé)産生的差(cha)壓值也大(da)。β值等于錐(zhuī)體的節流(liú)面積除以(yi)管道内徑(jing)的截面積(ji)(可換算成(chéng)兩者之間(jiān)的🌍直徑比(bi))。
1.3重塑流速(sù)曲線
　　錐形(xíng)流量計在(zài)進行流量(liang)計算時所(suǒ)采用的計(jì)算公📞式❌同(tong)其他差🔞壓(ya)型的流量(liang)儀表相同(tóng)，但節流件(jiàn)的結構同(tóng)其他儀表(biao)完全不同(tóng)，是通過懸(xuán)挂在管線(xian)中心的錐(zhuī)形體來實(shi)現的。錐體(tǐ)可迫使管(guǎn)道中心的(de)介質繞着(zhe)錐體流動(dong)，同其他傳(chuán)統類型的(de)差壓型儀(yi)表相比，這(zhe)樣有很⁉️多(duo)優點。另外(wai)，如果介質(zhi)通過一個(ge)很長🔞的管(guan)道，而且在(zai)管道中沒(méi)有受到任(ren)何阻礙和(hé)♊幹擾，它的(de)流速分布(bù)就很均勻(yun)。
　　通過管道(dao)直徑上的(de)介質的流(liu)速每點都(dou)不相同，靠(kào)近管⛹🏻‍♀️壁的(de)💚流速幾乎(hu)爲零，管道(dao)中心的流(liú)速最大，這(zhè)是管⭐壁對(dui)介質🆚産生(sheng)摩擦造成(cheng)的。由于錐(zhui)體懸挂在(zai)管線中㊙️心(xin)，它直接同(tong)流體的高(gāo)速區接觸(chu)，迫使高速(su)📞區的流體(ti)與低速區(qū)💔的流體相(xiàng)混合，從而(ér)🐪使流速均(jun)💛勻化，高速(su)區的流體(tǐ)速度♊降低(dī)。這也是爲(wèi)什麽錐形(xíng)流量計能(neng)夠🥵測💁量低(dī)流速流體(tǐ)的主要原(yuan)因。由㊙️于其(qi)🔞他類型的(de)差壓型流(liu)量計的節(jiē)流元件不(bú)與管道中(zhōng)心處的高(gao)速介質相(xiàng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻接觸，在介(jie)質流速很(hěn)低時，就可(ke)能沒有差(cha)壓信号了(le)。
　　在一般工(gōng)況下，流速(sù)很難均勻(yun)分布。管道(dào)上的任何(he)變🧑🏾‍🤝‍🧑🏼化都可(ke)🔞能對流體(tǐ)造成影響(xiang)，如彎頭、閥(fá)門、縮徑、擴(kuò)徑、泵、三通(tong)等等，對其(qí)他儀表而(er)言，這是一(yi)個很難解(jiě)決的問題(tí)，而錐形流(liu)量計的錐(zhui)體對上遊(you)流速分布(bu)曲線重新(xīn)進行塑造(zào)，使流速基(jī)本達到理(lǐ)想狀況。
　　錐(zhui)形流量計(ji)可在極爲(wei)惡劣的情(qíng)況下使流(liu)體分布均(jun1)勻（如在🈲緊(jin)✨鄰儀表上(shàng)遊有單彎(wān)管、雙彎管(guǎn)），以保證獲(huò)得較高的(de)測量精度(dù)。


2錐形流量(liàng)計的優點(diǎn)及與傳統(tǒng)孔闆流量(liàng)計的比較(jiao)
2.1精度
錐形(xing)流量計精(jing)度高：精度(dù)可達到±0.5%。
孔(kǒng)闆流量計(jì)精度低：精(jīng)度基本在(zài)±3%以下。
2.2重複(fu)性
　　錐形流(liu)量計重複(fú)性好：優于(yú)±0.1%。由于錐體(ti)對流速的(de)整形，使流(liú)速達到理(lǐ)想狀态，幹(gàn)擾源少，因(yīn)此重複性(xing)好。
　　孔闆流(liu)量計依靠(kao)直管段對(dui)流體整形(xing)，直管段整(zheng)形隻能🥵達(dá)到較爲接(jiē)近流體完(wán)全理想狀(zhuàng)态，并且孔(kǒng)闆本身的(de)節流又🛀破(po)壞流體理(li)想狀态，因(yīn)此幹擾源(yuan)較😍多，重複(fú)🤞性差。
2.3安裝(zhuang)要求
　　錐形(xíng)流量計安(ān)裝要求低(di)：前0D~3D、後0D~1D。無論(lun)是泵、壓縮(suō)機、閥門或(huo)者彎管（一(yi)個單彎管(guan)或兩個不(bu)在一個平(ping)面上的雙(shuang)彎管），對測(ce)量精度基(jī)本都沒有(yǒu)影響。
　　孔闆(pan)流量計安(ān)裝要求高(gao)：一般前10D、後(hòu)5D。複雜工況(kuàng)還要加大(da)到前20D、後5D。
2.4長(zhǎng)期穩定性(xing)
　　錐形流量(liàng)計長期穩(wen)定性好：流(liú)體流經圓(yuan)錐體無突(tū)然波動，而(ér)是沿着錐(zhuī)形體形成(chéng)一個邊界(jiè)層，并引導(dao)流體離開(kāi)錐體✔️的後(hou)角。所以，錐(zhui)體夾角不(bú)受不清潔(jie)流體的磨(mo)損，β值可長(zhǎng)期不變，并(bìng)保證長期(qī)正确測量(liang)。
　　孔闆流量(liang)計長期穩(wěn)定性差：由(you)于流體流(liu)經孔闆銳(rui)利緣💞口，截(jie)流🙇🏻産生高(gao)速摩擦，引(yin)起孔闆口(kou)磨損，髒污(wu)改變孔闆(pǎn)🎯口大小，使(shi)β值發生變(biàn)化，不能保(bǎo)持長期正(zhèng)确測量💚。
2.5信(xìn)号穩定性(xing)
　　錐形流量(liang)計信号穩(wěn)定：“信号波(bō)動”是孔闆(pan)的1/10。流體流(liu)經流量計(jì)形成非常(cháng)短的渦流(liú)，這些渦流(liú)使流量計(jì)産生高頻(pin)低幅信号(hao)，并且信号(hao)在錐體尾(wei)部流向中(zhong)央，相互抵(di)消，因此幹(gan)擾小。
　　孔闆(pan)流量計信(xin)号不穩定(dìng)：流體流經(jing)平面後産(chan)生的渦流(liu)✊較👈長，這些(xiē)長渦流使(shi)孔闆産生(shēng)低頻大幅(fu)度的🔴信号(hao)，信号幹擾(rao)大，會嚴重(zhong)幹擾差壓(ya)讀數的正(zhèng)确率。
2.6壓損(sǔn)和量程
　　錐(zhuī)形流量計(jì)的壓損低(dī)而量程寬(kuan)：通常量程(cheng)比爲15∶1~50∶1。這是(shi)因爲錐體(ti)的流線型(xíng)設計，使壓(yā)損大大減(jian)小，最小可(ke)至0.06kPa。在所有(you)的差壓流(liu)量計中，隻(zhi)有錐形流(liú)量計的㊙️壓(ya)損與文丘(qiū)裏接近。由(you)于沒有銳(ruì)利的邊緣(yuán)口,錐形㊙️流(liú)量計引起(qi)的永久性(xing)壓力損失(shī)恒定且要(yào)比孔闆♉小(xiao)。同時，極其(qí)穩定的信(xin)号使差壓(ya)的量程下(xia)限遠比💁一(yi)般差壓流(liú)量☀️計低，因(yin)此量程得(dé)以向下限(xian)擴展，雷✏️諾(nuo)數低至8000仍(reng)可保持信(xìn)号線性。如(rú)果✨采用曲(qǔ)線修正，在(zai)🏒更低的雷(lei)諾數條件(jiàn)下，仍然可(ke)測量并可(kě)保證較好(hǎo)的重複性(xing)。
　　孔闆流量(liàng)計壓損大(da)、量程小：通(tōng)常量程比(bǐ)爲3∶1~5∶1。這是由(yóu)于㊙️平面阻(zǔ)擋，加上銳(rui)利的邊緣(yuán)口，因此壓(ya)損大，導緻(zhi)💛了小🛀🏻信号(hào)波動大、幹(gan)擾大，小量(liàng)程無法測(ce)量。
2.7β值範圍(wei)和差壓
　　錐(zhuī)形流量計(jì)的β值範圍(wéi)寬：錐形流(liu)量計獨特(tè)的幾何形(xing)狀⁉️允✊許有(yǒu)廣泛的β值(zhi)範圍。标準(zhun)的β值爲0.450，0.550，0.650，0.750和(hé)0.850，并可特定(dìng)β值💋，以保證(zheng)特定的♊差(cha)壓輸出且(qie)有較大的(de)差壓信号(hao)，滿标尺差(cha)壓信号從(cong)0.1kPa到幾十kPa，保(bao)證了♊測量(liàng)的正确率(lǜ)。
2.8管線範圍(wei)和形式
　　錐(zhuī)形流量計(jì)管線範圍(wéi)寬：錐形流(liú)量計有兩(liǎng)種基本型(xing)式，即🏃‍♀️管道(dào)型和插入(rù)型。其中管(guan)道式錐形(xíng)流量計從(cong)1/2”到60”，而插入(ru)式錐形流(liu)量計從6”到(dao)72”。
2.9髒污的影(ying)響和維護(hu)
　　錐形流量(liang)計無停滞(zhi)區，長期免(miǎn)維護：錐形(xíng)流線型徹(che)✂️底吹掃式(shi)設計避免(mian)了流體中(zhōng)的殘渣、凝(ning)結物或顆(kē)粒的✂️滞留(liu)，可以保持(chí)🐪錐體長期(qī)清潔。由于(yú)錐體對流(liu)體整形，加(jiā)速了管壁(bì)流體的流(liu)速，減少📞了(le)正取壓口(kǒu)的髒污停(tíng)留，倒角的(de)設計，使流(liú)體流經錐(zhui)體後加速(sù)🛀🏻離去，負取(qǔ)壓孔不會(huì)污損。所以(yǐ)，在較長🐕的(de)時間内（2年(nián)~3年）無需維(wéi)護🐅清洗，可(ke)以保證正(zhèng)确測量。
　　實(shi)踐證明，錐(zhui)形流量計(jì)在焦爐煤(mei)氣、渣油等(děng)特别髒污(wu)介質的🧡測(cè)量中均能(néng)成功使用(yòng)，并已在鋼(gang)廠焦爐煤(méi)氣流量♉測(cè)量中得到(dào)廣泛使用(yong)。
　　孔闆流量(liàng)計由于是(shi)平面阻擋(dang)，髒污容易(yì)堆積，一般(ban)需3個🐉月清(qing)洗💰一次，才(cái)能較好地(dì)保證其精(jīng)度。
2.10可測高(gāo)溫、高壓介(jie)質
　　錐形流(liú)量計針對(dui)不同的溫(wēn)度和壓力(li)，采用不同(tong)的材質，工(gōng)🈚作溫度最(zuì)高可達700℃，而(ér)最大壓力(lì)可達30Mpa。
2.11氣液(yè)兩相介質(zhì)（濕氣）
　　對濕(shi)氣（氣體中(zhong)含有水分(fèn)）的流體測(cè)量始終是(shi)流量測量(liang)中的🤩一個(gè)難點。而錐(zhui)形流量計(ji)采用獨特(te)的錐體設(shè)計，使氣體(tǐ)👄中所含有(you)的大部分(fen)水份沿錐(zhui)體從管道(dào)中央溫度(du)較高的地(dì)方向周圍(wei)溫度較低(dī)的地方快(kuài)速移動，從(cong)而産生凝(ning)露，沿♋錐體(ti)向管道底(di)部下🥵滴，由(yóu)于錐體對(dui)流體整形(xing)，加速了管(guan)壁流體的(de)流速🈲，水份(fen)也快速通(tōng)過，不會在(zài)取壓口産(chan)生大量凝(ning)露。所以，氣(qì)體含有少(shǎo)量水份，對(duì)流量計取(qu)壓口産生(sheng)的幹擾信(xìn)号少，提高(gāo)了測⭐量正(zheng)确率。但是(shì)氣📧體中含(han)水不超過(guo)5%爲好，最多(duō)應不超過(guo)10%。
　　孔闆流量(liàng)計對流體(tǐ)阻擋式設(she)計，在孔闆(pǎn)中央産生(shēng)滴🥰露，同時(shi)管壁流體(ti)受到阻擋(dang)，流速減慢(màn)，正取壓口(kǒu)附近✉️産生(shēng)的凝🈲露會(hui)影響取壓(yā)信号；流體(ti)流經孔闆(pǎn)後産生🈲的(de)渦流，向管(guǎn)壁作波動(dòng)✂️性發散，影(yǐng)響負取壓(yā)口取壓信(xìn)号。因此，濕(shī)氣對孔闆(pǎn)的測量精(jing)度會産生(shēng)較大的負(fu)面💛影響，從(cong)而影💘響測(ce)量。故而，孔(kong)闆及其他(tā)方式測量(liang)濕氣往往(wǎng)難以達到(dao)預期的效(xiao)果。
綜上所(suo)述，在可預(yù)見的将來(lai)，錐形流量(liang)計必将發(fā)揮越來越(yue)重要的作(zuo)用。

以上内(nei)容來源于(yú)網絡，如有(yǒu)侵權請聯(lián)系即删除(chu)!