摘要：V 形(xing)錐流量(liang)計 是一(yi)種差壓(ya)流量計(jì)，借助于(yú)V形錐體(tǐ)在流場(chǎng)中的節(jie)流🏃‍♀️效應(yīng)，在對上(shàng)下遊壓(ya)差實施(shī)檢測後(hou)即可以(yǐ)實現對(dui)流量的(de)測量⭐。介(jie)紹特種(zhong)🔞材料在(zài)煤氣、壓(ya)縮空氣(qì)、過熱蒸(zheng)汽等場(chang)合使用(yòng)V形錐流(liu)量☔計的(de)情🏃🏻‍♂️況，重(zhong)點突出(chu)了V形錐(zhui)流量計(jì)自整✉️流(liu)（所需直(zhi)管段短(duǎn)）、自清掃(sǎo)（耐髒污(wū)）、永久壓(yā)損小（節(jie)能）的特(te)📐點，爲其(qí)的進一(yī)步推廣(guang)使用提(ti)供參考(kao)㊙️。
0引言
　　V形(xing)錐流量(liang)計屬于(yú)新型差(chà)壓類流(liú)量測量(liàng)儀表，其(qi)基本原(yuan)理和傳(chuán)統差壓(yā)類儀表(biǎo)一樣，唯(wéi)一的差(chà)别在于(yu)結構形(xing)式的不(bú)同,正因(yin)爲結構(gòu)形式的(de)改變形(xíng)成了✊其(qi)鮮明、獨(dú)有的🆚優(you)點。與傳(chuan)統的流(liú)量測量(liàng)儀表相(xiang)比，V形錐(zhui)流量計(ji)具有自(zi)整流、自(zi)混合、自(zì)清掃、自(zi)保護、量(liang)💰程比大(dà)、壓損小(xiao)、精度高(gao)、重複性(xìng)好等優(you)點。
　　通過(guò)參觀、學(xue)習逐步(bu)了解了(le)V形錐流(liú)量計的(de)各種實(shí)用優點(dian),通過和(hé)其他各(ge)種流量(liang)計的綜(zōng)合對比(bi)以及到(dào)V形🐆錐流(liú)量計🏃生(shēng)産廠家(jia)的實地(di)考察後(hou),确定在(zài)焦爐煤(méi)氣、壓縮(suo)空氣、過(guò)熱蒸汽(qi)等場合(he)使用V形(xing)錐流量(liang)✔️計進行(hang)流量測(cè)量。保💁證(zhèng)測量精(jīng)度的前(qian)提🏃🏻‍♂️下主(zhu)要使用(yong)V形錐流(liú)量計的(de)自整流(liu)(所需直(zhí)管段🌂短(duǎn))、自清掃(sao)(耐🏃髒污(wu))、永久壓(yā)損🔞小(節(jie)能等特(te)點👌,通過(guo)一段時(shí)間的實(shi)🐉際應用(yong),V形錐流(liú)量計的(de)優點得(de)到體現(xiàn)。
1V形錐流(liu)量計幾(jǐ)何結構(gou)設計
　　V形(xíng)錐流量(liàng)計流量(liang)測量公(gong)式與其(qi)他差壓(ya)式儀表(biǎo)有所類(lèi)似，但是(shì)在幾何(he)結構方(fāng)面差異(yì)較大,受(shòu)到這一(yi)結構的(de)影響,V形(xing)錐流量(liàng)計具有(yǒu)傳統 差(cha)壓流量(liàng)計 沒有(you)的應用(yòng)優勢。在(zài)很長管(guan)道中,若(ruo)不存在(zài)阻擋物(wù)和幹擾(rǎo)作🏃🏻‍♂️用，出(chu)現流體(tǐ)則爲充(chōng)分發展(zhǎn)流。若在(zai)管道截(jie)面上選(xuan)取一條(tiao)徑向線(xiàn),線上各(gè)點流速(su)均具有(you)差異。和(hé)管壁緊(jǐn)貼🙇🏻的流(liú)體,因爲(wei)受到摩(mo)擦力的(de)影響,速(su)度趨近(jin)于零,但(dàn)是在此(ci)過程中(zhōng)中心處(chu)存在有(yǒu)最大流(liu)速。若在(zai)管道中(zhōng)心懸挂(gua)一一個(ge)V形錐體(tǐ)，則會對(dui)中心處(chù)流速産(chǎn)生迫使(shǐ)作用,降(jiàng)低流速(sù)，同時管(guan)壁附近(jin)流速會(huì)不🈲斷加(jiā)大,實現(xian)流速“勻(yún)化”。其他(tā)類型的(de)差壓式(shì)流量計(ji)中心位(wei)置爲空(kōng)，無法出(chū)現流速(sù)“勻化”效(xiào)果。因此(cǐ)在V形錐(zhuī)流量計(ji)中這是(shì)一個顯(xiǎn)著優點(diǎn)，能夠保(bao)📱障在低(di)流速情(qíng)況下出(chu)現足夠(gòu)的差壓(yā)，尤其是(shì)在流速(su)逐漸降(jiàng)低過程(chéng)中,這一(yi)作用更(geng)加顯著(zhe)。但是如(ru)果采用(yòng)的是傳(chuan)統差壓(ya)儀表🛀,在(zai)此情況(kuang)下已經(jīng)無法測(cè)量。
　　傳統(tong)差壓流(liú)量計存(cun)在有“信(xìn)号跳躍(yuè)”(Signalbounce)現象。即(jí)爲就算(suàn)💋是在流(liu)動穩定(ding)情況下(xià),也存在(zài)有信号(hao)脈動。由(you)于流✂️體(ti)在管道(dào)中流㊙️動(dong)，節流下(xià)遊會出(chū)現旋渦(wō)，在差壓(yā)流量加(jia)檢🙇‍♀️測中(zhōng)節流件(jiàn)下遊旋(xuan)渦因爲(wèi)受到錐(zhui)體下遊(yóu)的影響(xiang)，出現高(gāo)頻低🈲幅(fu)且具有(yǒu)對稱性(xing)的小旋(xuan)渦，孔😍闆(pǎn)出現的(de)是💜低頻(pín)高幅大(dà)漩渦。如(ru)果在某(mou)一工況(kuàng)中,V形錐(zhuī)流量計(jì)😄和孔闆(pan)出現的(de)均是1kPa差(cha)壓，孔闆(pan)下遊渦(wo)流高幅(fu)波動中(zhong)可能會(huì)引🔞發出(chu)現0.5kPa的幹(gan)擾信号(hao)。簡而言(yan)之,在這(zhè)--情況下(xia)孔闆
　　有(yǒu)效信号(hao)在噪聲(shēng)信号中(zhong)淹沒量(liàng)可能達(da)到50%,但是(shi)V形錐🈚流(liú)⭐量計幹(gàn)擾信号(hào)隻有0.1kPa。從(cóng)這一點(diǎn)可以看(kan)出,V形錐(zhuī)流量計(jì)的信号(hao)噪聲很(hěn)低♊,就算(suàn)是在流(liu)量和差(cha)壓較👉低(dī)情況下(xià)，也具有(yǒu)一定的(de)測量🤩精(jīng)度和穩(wen)定性,因(yin)此在低(di)密度和(he)低流速(sù)氣體測(ce)量中非(fēi)常适用(yong)。
2.V形錐流(liu)量計特(tè)點的應(yīng)用
2.1自整(zhěng)流、自清(qing)掃特點(diǎn)的應用(yong)
　　焦爐煤(méi)氣自身(shen)的特點(dian)導緻在(zai)測量方(fāng)面存在(zài)兩個最(zui)主🔱要的(de)難🚶題:由(yóu)于黏性(xìng)導緻固(gù)體物的(de)堆積,從(cóng)而引起(qǐ)截流件(jiàn)β值的改(gai)變，最終(zhōng)引起測(cè)量誤差(chà)，不能進(jìn)行連續(xù)的、長期(qī)的、有效(xiào)的、正确(què)的流量(liang)測量:造(zao)成差壓(yā)測量取(qǔ)壓孔的(de)堵🈲塞。考(kao)慮到V形(xing)錐流量(liang)計具有(you)自❗清掃(sao)(耐髒污(wū))的特點(dian),決定在(zai)所有測(cè)量焦爐(lu)煤氣的(de)場合全(quán)部采用(yong)V形錐流(liú)量計,在(zài)半年的(de)現場運(yùn)行過程(chéng)中,讀數(shu)--直很穩(wen)定，和理(li)㊙️論值的(de)差别在(zai)誤差允(yun)許範圍(wei)之内。在(zài)停車例(lì)行檢修(xiū)時,在V形(xing)錐流💃量(liàng)計供應(yīng)商的配(pei)合”下，拆(chai)下一台(tái)V形錐流(liú)量計進(jin)行了實(shí)際觀察(chá),發現其(qi)邊緣無(wu)明顯磨(mo)損的痕(hén)迹，錐體(tǐ)和錐體(tǐ)部🐪分的(de)管道也(ye)無明顯(xian)的固體(ti)物堆積(ji)現象。
　　焦(jiāo)爐煤氣(qi)的總輸(shu)出采用(yong)DN1600mm管道，如(ru)果采用(yong)孔闆等(děng)傳⛹🏻‍♀️統的(de)測量儀(yí)🏃🏻‍♂️表，受現(xiàn)場條件(jiàn)的限制(zhi)，無法滿(man)足SY/T6143-2004标準(zhun)中關🙇‍♀️于(yú)孔闆等(děng)流量❤️計(ji)上📐下遊(yóu)直管段(duàn)的規定(dìng)和要求(qiu)。考慮⁉️到(dao)V形錐流(liu)量計具(ju)有自整(zhěng)流，所❌需(xu)直管段(duan)短的特(tè)點(隻需(xū)前三後(hou)一的直(zhí)管段),結(jie)合現場(chang)實際情(qing)況，在焦(jiao)爐煤氣(qì)的總.出(chu)口❤️處安(an)裝了一(yī)台DN1600mm的V形(xing)錐流量(liang)計。在運(yun)行過程(cheng)＼中,這台(tái)V形錐流(liú)量計的(de)讀數指(zhǐ)示和焦(jiao)爐煤氣(qì)總流量(liang)的理論(lun)計算值(zhí)非常接(jiē)近。V形錐(zhui)流🚩量計(ji)在設計(ji)過程💋中(zhong)，采用的(de)是置于(yú)管道中(zhōng)心的V形(xing)錐體流(liú)線型節(jiē)流結構(gou)，實施檢(jiǎn)測之前(qián)也可以(yǐ)有🈲效整(zheng)流其不(bú)規則流(liu)體，即便(biàn)不增加(jia)流體整(zhěng)流器也(yě)能實現(xiàn)對流體(tǐ)整流情(qing)況的有(you)效處理(lǐ)。中心懸(xuan)挂流體(tǐ)形🍉錐體(tǐ)可以實(shi)現對流(liu)👌速曲線(xiàn)的重塑(sù)，在錐體(tǐ)上、下遊(yóu)較窄區(qu)域内(前(qian)0~3D,後0~1D),能夠(gou)實現🈲對(duì)流速不(bu)規則液(ye)體的整(zhěng)流，從而(ér)轉變成(cheng)爲理想(xiang)液體,有(you)效滿足(zú)伯努利(lì)定理的(de)要求,提(ti)升測量(liang)精度📐以(yi)及重複(fu)性。測量(liàng)過程中(zhong)不用設(she)置很長(zhǎng)的直管(guǎn)段整流(liú),對于流(liu)量計安(an)裝也具(jù)有重要(yao)意義。
　　綜(zong)合分支(zhi)管道的(de)流量讀(dú)數指示(shi)和總流(liú)量讀數(shu)指示🔴對(dui)比,它們(men)之間存(cún)在接受(shòu)範圍之(zhī)内的誤(wu)差。對造(zào)成這種(zhǒng)誤差的(de)原因🚶‍♀️進(jin)行分析(xī),認爲是(shi)由于現(xiàn)場各種(zhong)複雜工(gōng)況條件(jiàn)的共同(tong)作用造(zao)成的🥰,這(zhe)種誤差(cha)并不影(ying)響正常(cháng)生産和(he)各個環(huan)節的能(néng)源計量(liàng)。之前采(cǎi)用的是(shi) 孔闆流(liú)量計 以(yǐ)及均速(sù)管流量(liàng)計，煤氣(qi)中存在(zai)的雜質(zhì)比較多(duō)，例如焦(jiao)油、氨水(shui)等,因此(ci)需要對(dui)孔闆或(huo)均速管(guǎn)定期進(jìn)行清洗(xǐ)或者蒸(zhēng)汽吹掃(sao)，否✊則會(hui)導緻上(shàng)下遊端(duān)面、上遊(yóu)側直角(jiao)入口邊(biān)緣出現(xian)污染,進(jin)而會引(yin)發出現(xiàn)儀表導(dao)壓管堵(dǔ)塞等,影(ying)響測量(liàng)精度:孔(kǒng)闆前後(hou)直管段(duan)積水，也(yě)會降🐅低(dī)管道流(liú)通面積(ji),提升流(liú)速以及(ji)差壓,在(zai)測量中(zhōng)流量顯(xian)示值會(hui)出現🔞明(ming)顯提升(shēng)，嚴重🌍時(shí)可能會(hui)導緻出(chū)現導🧑🏽‍🤝‍🧑🏻壓(yā)管堵塞(sāi)、變送器(qi)停止使(shi)用。爲确(què)保⭕儀表(biǎo)穩定與(yǔ)性能,則(ze)需要定(dìng)期對其(qi)實施維(wei)護，工作(zuo)量非常(chang)大。V形錐(zhui)流量計(jì)本身存(cún)在有自(zi)吹掃🔴式(shì)結構，在(zài)設計過(guò)程中沒(méi)有滞留(liu)死區。在(zài)通過🔴錐(zhui)體的時(shí)候介質(zhì)會出現(xiàn)加速,正(zheng)壓取壓(ya)孔、錐體(ti)外壁和(he)錐體🔆附(fu)近管壁(bi)會受到(dào)不斷沖(chong)刷，一小(xiao)段不流(liú)動介質(zhì)也會對(dui)負壓取(qu)壓孔造(zào)成隔離(lí)作用，從(cong)而阻止(zhi)髒污雜(zá)質進入(rù),所以V形(xing)錐流量(liàng)計在應(yīng)用中無(wú)論是雜(zá)質還是(shì)易結晶(jīng)髒污介(jie)質中均(jun1)适用,特(te)别是在(zài)焦爐煤(mei)氣、爐煤(mei)氣等介(jiè)🥰質中更(geng)加适用(yong)。公司自(zi)采用V形(xíng)錐流量(liàng)計以來(lai),目前⭕已(yi)經使用(yòng)多年，未(wei)對其進(jin)行過維(wei)護,同💜時(shi)對其檢(jiǎn)查也未(wei)發現流(liú)量計中(zhōng)存在有(you)節流裝(zhuang)置污染(rǎn)管道積(jī)水等情(qing)況,顯著(zhe)降低了(le)儀表應(yīng)用的維(wéi)🔞護工作(zuo)量,對于(yú)提升💚測(cè)量正确(que)率和可(kě)靠性具(ju)有重⭕要(yào)作用。
2.2永(yǒng)久壓損(sun)小(節能(neng))特點的(de)應用
　　節(jie)能減排(pai)已經深(shēn)入到人(rén)們生活(huó)的各個(ge)方面，焦(jiāo)化行業(yè)是一個(gè)高耗能(neng)的行業(yè),節能減(jian)排不僅(jin)是積極(jí)相應國(guo)家政策(ce)和号召(zhào),而且可(ke)以在無(wú)形之中(zhōng)爲企業(ye)節省🚶大(dà)筆的❗資(zi)金支出(chū)，節省的(de)資金支(zhi)出也就(jiu)是企業(yè)多增加(jia)的利潤(run)空間。
　　V形(xíng)錐流量(liàng)計和其(qi)他流量(liàng)計相比(bǐ)有一個(ge)優點就(jiu)是☔永久(jiǔ)壓✊損小(xiao),永久壓(ya)損小也(yě)就意味(wèi)着節能(néng)。
　　在空氣(qi)管網設(shè)計之初(chū)計劃采(cǎi)用孔闆(pǎn)流量計(jì)進行⛱️測(ce)量,通過(guò)與V形錐(zhuī)流量計(ji)的對比(bǐ)，從長遠(yuǎn)來看,使(shǐ)用V形錐(zhui)✊流量♋計(ji)是更經(jing)濟更合(he)算的計(ji)量方法(fa)。
列舉一(yī)例，流體(tǐ)爲壓縮(suō)空氣,其(qi)他工藝(yi)條件見(jiàn)表1。

(1)選用(yong)孔闆測(cè)量，計算(suan)結果如(ru)下:孔闆(pǎn)的β=0.5146,常用(yong)流量下(xià)的🌈差壓(ya)值△P-=27.396kPao
(2)選用(yòng)V形錐流(liu)量計進(jìn)行測量(liang),計算結(jie)果如下(xià):V形錐的(de)β=0.5577,常用流(liú)量下的(de)差壓值(zhí)△P=10.904kPa。
孔闆的(de)壓損:△=(1-β")×△P或(huo)△?=(1-0.24β-0.52β2-0.16β2)×△P
V形錐流(liu)量計的(de)壓損:△=(1.3-1.25β)×△P
　　根(gēn)據上面(miàn)的計算(suan)公式，常(cháng)用流量(liang)下孔闆(pan)的永久(jiu)壓損爲(wèi)19.61kPa,常用流(liu)💰量下V形(xing)錐的永(yǒng)久壓損(sǔn)爲6.57kPa。
　　所以(yǐ)，常用流(liú)量下永(yong)久壓損(sǔn)的差值(zhí)Ao=19.61.-6.57=13.04kPa。
　　在常用(yong)流量下(xia)，使用V形(xíng)錐流量(liang)計比使(shi)用孔闆(pan)流量計(jì)少消耗(hào)的功率(lü)爲:
W=(△Qkph)/(3.6ηpfl)
式中(zhōng)：
W一能耗(hào)值,W
△?一永(yong)久壓損(sun)值,kPa.
Qkph一質(zhì)量流量(liàng),kg/h
η一泵和(hé)電機的(de)效率,通(tong)常取η=0.8
pfl一(yī)在工況(kuàng)下,在上(shang)遊取壓(yā)孔處，流(liú)動液體(tǐ)或氣體(ti)(蒸氣的(de)密度，kg/m3
　　把(ba)上面的(de)計算結(jie)果代入(ru)功率公(gōng)式得W=21733.3W。所(suo)以，用V形(xíng)錐代替(tì)孔🧑🏾‍🤝‍🧑🏼闆,每(mei)年可節(jiē)約的耗(hào)能費=(W/1000(每(mei)年的運(yùn).行時數(shu))(電費)。在(zài)常用流(liú)⛷️量下👅,年(nián)節省耗(hào)能費=21733.3/1000×24×365×1=190383.7元(yuán)。也就是(shi)說,用V形(xing)錐流量(liàng)計代替(tì)孔闆測(ce)量壓縮(suo)空氣🈲後(hou),每年可(ke)節省的(de)耗能❌費(fèi)爲19萬元(yuán)左右。
　　在(zai)過熱蒸(zheng)汽測量(liàng)方面，采(cai)用同樣(yang)的計算(suàn)方法可(kě)以得出(chū)每年✉️節(jie)省的耗(hao)能費。同(tóng)時，V形錐(zhuī)流量計(jì)在應用(yong)中也非(fēi)常适合(he)應用在(zài)低壓、低(dī)流速介(jiè)質流程(cheng)測量中(zhong)。在應📞用(yong)均速管(guan)流量計(ji)實施測(cè)量過程(chéng)中，如果(guo)管道中(zhong)煤氣流(liú)速較低(dī)，差壓信(xìn)号較小(xiao)情況下(xià)，則會直(zhi)🈲接降低(dī)系統檢(jian)測精度(du)。均速管(guan)流量計(ji)檢測中(zhong)的最大(da)差壓爲(wèi)120Pa,正常情(qing)況下爲(wei)2~5Pa.相對來(lai)講系統(tǒng)精度偏(piān)低。如果(guo)差壓🙇‍♀️信(xin)号比較(jiào)小，則會(hui)對變送(song)器校驗(yàn)以及适(shi)用精度(dù)造成影(yǐng)響。也⭕會(hui)直接導(dao)緻孔闆(pǎn)出現污(wū)染、儀表(biǎo)導壓管(guan)不暢等(děng)問題，直(zhí)接影響(xiǎng)測量精(jing)度。V形錐(zhuī)流量計(ji)在設計(ji)中采用(yong)的是🔞類(lei)似孔闆(pǎn)的節流(liu)件，和均(jun)速管流(liú)量計相(xiàng)比差壓(ya)值🛀明顯(xiǎn)偏高，和(he)孔闆相(xiàng)比因爲(wèi)管道邊(bian)緣出現(xiàn)--定的收(shou)縮，降低(di)了阻力(lì)損失，所(suǒ)以🐇就算(suàn)是在阻(zǔ)力損失(shi)--緻情況(kuang)下,設計(ji)中😄采用(yong)存在有(you)較大差(chà)壓值的(de)V形錐❄️形(xíng)流量計(ji),和孔闆(pan)測量時(shi)的差壓(ya)值相比(bǐ)也明顯(xiǎn)偏大，對(dui)于差🆚壓(yā)信号具(jù)有顯著(zhe)提升作(zuò)用,也便(biàn)于進行(hang)變送器(qì)校驗.進(jin)而提升(shēng)系統測(ce)量精度(dù)。
　　壓縮空(kong)氣和過(guò)熱蒸汽(qi)的測量(liàng)點有數(shù)十個，随(suí)着企業(ye)的發展(zhǎn)和規模(mo)的擴大(da).測量點(dian)還會逐(zhu)步增多(duō),如果全(quan)部使❤️用(yong)V形錐流(liu)量計進(jin)行測量(liàng),則每年(nián)的節能(néng)費将非(fēi)常可觀(guān),同時也(ye)爲企業(ye)自身創(chuàng)造了更(gèng)多的💁經(jing)濟效益(yi)🤞和社會(huì)效🆚益。
3結(jie)束語
　　随(sui)着在各(ge)種不同(tong)工礦條(tiao)件下的(de)廣泛應(ying)用,V形錐(zhuī)流量計(ji)的各種(zhǒng)優點得(de)到了明(ming)顯的體(ti)現。更多(duō)的從事(shì)❄️計量方(fang)面的人(ren)員認識(shí)并認可(kě)了V形錐(zhui)流量計(ji)。自從公(gong)司使😘用(yòng)V形錐流(liú)量計💛以(yi)來,大大(da)減少了(le)維護人(ren)員的維(wéi)護量㊙️，而(ér)且保證(zheng)了各種(zhǒng)介質計(jì)量的正(zheng)确和運(yùn)行的穩(wěn)定性。随(sui)着國家(jiā)節能減(jiǎn)排政策(cè)的逐步(bù)深入,V形(xíng)錐流量(liàng)計将會(hui)有更加(jia)廣闊的(de)發展空(kōng)間。

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