錐 形  流  量 

簡(jiǎn) 介

錐形流量計(jì)是一種新型的差壓式流量計(jì)。

自八十年代由美國(guó)McCrometer公司推出以來(lái)，便得到了廣泛應(yīng)用。錐形流量計(jì)可測(cè)

量各種雷諾數(shù)，可滿足各種介質(zhì)的應(yīng)用條件要求。其操作原理同其他各種類型的差壓流量計(jì)原理相同，都是基于密封管道中的能量守恒定理，但錐形流量計(jì)由于其*的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了流量測(cè)量范圍，并避免了傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)的一些局限性，因而性能更優(yōu)。長(zhǎng)期使用證明，錐形流量計(jì)與一般的差壓式流量計(jì)相比，長(zhǎng)期精度高、重復(fù)性好、受安裝條件局限小、耐磨損、測(cè)量范圍寬。

錐形流量計(jì)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(dòng)，重塑流速曲線，在錐形件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(fù)壓之間有一壓差，將正、負(fù)壓用取壓口取出，正壓口位于管道的上游，負(fù)壓口位于錐體的末端，通過(guò)測(cè)量?jī)烧咧g差壓，根據(jù)伯努力方程即可計(jì)算出管道中的流量。錐體位于管線中心，可對(duì)所測(cè)介質(zhì)的流速曲線進(jìn)行優(yōu)化，因此測(cè)量精度高，對(duì)儀表上、下游的直管段要求低。

錐形流量計(jì)可測(cè)量包括油、水、蒸氣、空氣、天然氣、氮?dú)狻⒔範(fàn)t煤氣等介質(zhì)。流體的條件可從深低溫到超臨界狀態(tài)。工作溫度700℃，壓力40.5Mpa。若用特殊結(jié)構(gòu)材質(zhì)，溫度壓力還可以更高?？蓽y(cè)量雷諾數(shù)為500萬(wàn)，雷諾數(shù)為8000甚至更低。產(chǎn)生滿刻度差壓信號(hào)從小于0.1千帕到幾十千帕。

錐形流量計(jì)是一種差壓式流量?jī)x表，與其它通用的差壓流量計(jì)原理相同，都基于密閉管道中能量相互轉(zhuǎn)化的伯努力定律。在穩(wěn)定流場(chǎng)的情況下，管道中的流速與差壓的平方根成正比。如上游的壓力為Ｐ１，下游的壓力為Ｐ２，產(chǎn)生的差壓為△Ｐ，則：

△ P=P1-P2,節(jié)流的β系數(shù)值方程為：

β=

  其中  D  管道內(nèi)徑     d   錐形節(jié)流元件的外徑

若Q代表流量，差壓式流量計(jì)的流量方程為：

Q=ky

其中 Q  體積流量   Y  氣體膨脹系數(shù)   K  可變常數(shù)，根據(jù)元件不同而不同   

△P  差壓       ρ 流體密度

技術(shù)參數(shù)

測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體、蒸汽

公稱通徑：DN15 -- DN1500，更大口徑可特殊定做。

溫度范圍：-60℃ ~ 600℃，采用特殊材質(zhì)還可以更高。

公稱壓力：≤10MPa，更高壓力規(guī)格可特殊定做。

儀表材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti、20#鋼、合金鋼

不確定度：傳感器 ±0.5%    系統(tǒng)精度：±1.0%

供電電源：24VDC

環(huán)境溫度：-30℃ ~ 65℃ 

防爆等級(jí)：( ia )ⅡCT2 - T5本安防爆

環(huán)境濕度：相對(duì)濕度45~ 85%

輸出信號(hào)：4 ~ 20mA（負(fù)載電阻≤500Ω）；HART數(shù)字信號(hào)

β值范圍：0.45 ~ 0.85

范 圍 度：正常范圍1：15  擴(kuò)展后范圍1：30

重 復(fù) 性：±0.1%

直管段要求：上游1-3D，下游0.5-1D

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

錐形流量計(jì)所用的流量計(jì)算式和其它差壓流量計(jì)相似，但幾何形狀*不同，它是通過(guò)在管道中心懸掛一個(gè)錐形體來(lái)節(jié)流。這樣就迫使流體以管道的中心線為中心圍繞著錐體流動(dòng)。圓錐體的幾何形狀與傳統(tǒng)節(jié)流元件相比有許多優(yōu)點(diǎn)。錐形形狀的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)進(jìn)行了多年，為在不同的環(huán)境中使用提供性能。

要了解內(nèi)錐式流量計(jì)的特點(diǎn)，必須先了解管道內(nèi)流體流速分布特點(diǎn)。如圖所示，如果管道中的流體不受任何阻礙和干擾，就會(huì)形成理想的流場(chǎng)。通過(guò)管道中心線剖開管道看理想流場(chǎng)，其流速分布為：在管壁處流速接近零，愈靠近管道中心流速愈大，在管道中心流速（因?yàn)槟Σ亮p小了流過(guò)管壁的流體的速度）。

 錐形流量計(jì)由于錐體懸在管道的中心，直接和流體高速中心部分相互作用，迫使高速的核心與接近管壁的低速流體均勻變化。而其它中心開孔的差壓流量計(jì)就沒有這種作用，這是內(nèi)錐式流量計(jì)的極多優(yōu)點(diǎn)之一。所以即使流速降低，錐形流量計(jì)仍能使流體與管道中心的流速連續(xù)相互作用而產(chǎn)生正確的差壓，但傳統(tǒng)的差壓儀表可能早就不能測(cè)量了。所有差壓儀表都是基于理想的流體狀態(tài)，而事實(shí)上這種狀態(tài)在實(shí)際應(yīng)用中根本不存在，任何管道安裝上的變化，如彎頭、閥門、縮徑、擴(kuò)徑、泵、三通接頭等都會(huì)破壞理想流暢，因而一般流量計(jì)很難在擾動(dòng)的流場(chǎng)中取得精確的測(cè)量值。而錐形流量計(jì)克服了這些缺點(diǎn)，由于錐形體的形狀及位置的作用重新安排了上游的流速分布而使得流場(chǎng)理想化。實(shí)踐證明，在極惡劣的安裝條件下（如緊鄰錐形體上游有兩個(gè)不在同一平面上的彎頭），錐形流量計(jì)也能使速度分布變得平坦和對(duì)稱，從而確保了測(cè)量精度。

特性及優(yōu)點(diǎn)

1．精度高：錐形流量計(jì)的精度達(dá)讀數(shù)的±0.5％

2．重復(fù)性好：優(yōu)于±0.1％

3．安裝要求低：流量計(jì)前0-3D直管段、后0-1D直管段即可保證測(cè)量精度。試驗(yàn)證明，錐形流量計(jì)可以接近單彎管或不同平面的雙彎管而對(duì)精度影響很小。

4．長(zhǎng)期穩(wěn)定性好：流體流經(jīng)圓錐體無(wú)突然的波動(dòng)，而是沿著錐形體形成了一個(gè)邊界層，并引導(dǎo)流體離開錐體的后角。這使得錐體夾角不受不清潔流體的磨損。β率可長(zhǎng)期不變，并保證長(zhǎng)期精確測(cè)量。

5．信號(hào)穩(wěn)定：每種差壓儀表都有“信號(hào)波動(dòng)”。這意味著即使流體是穩(wěn)定的，節(jié)流元件產(chǎn)生的信號(hào)也有一定量的波動(dòng)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)孔板，平面后產(chǎn)生的渦流較長(zhǎng)，這些長(zhǎng)渦流使孔板產(chǎn)生低頻大幅度的信號(hào)，嚴(yán)重干擾差壓讀數(shù)的準(zhǔn)確性；而流體流過(guò)內(nèi)錐式流量計(jì)時(shí)形成非常短的渦流，這些渦流使內(nèi)錐式流量計(jì)產(chǎn)生高頻、低幅信號(hào)，這就使錐形流量計(jì)產(chǎn)生穩(wěn)定的信號(hào)。這兩種信號(hào)變化示于圖中。

6．低壓損寬量程：由于沒有銳利的緣口，錐形流量計(jì)引起的性壓力損失恒定且要比孔板小。在所有的差壓流量計(jì)中，只有內(nèi)錐式流量計(jì)的壓損與文丘里接近。同時(shí)，極其穩(wěn)定的信號(hào)使得差壓的量程下限遠(yuǎn)比一般差壓流量計(jì)的低，因此量程得以向下限擴(kuò)展，通常量程比為15：1，雷諾數(shù)低至8000仍可保持信號(hào)的線性。如果采用曲線修正，在更低的雷諾數(shù)條件下仍然可測(cè)量并可保持較好的重復(fù)性。

7．β值范圍寬：錐形流量計(jì)*的幾何形狀允許有廣泛的β值范圍。標(biāo)準(zhǔn)的β值為0.450、0.550、0.650、0.750、0.850，并可特定β值以保證用戶特定的差壓輸出（不增加費(fèi)用也不影響交貨期）。

8．管道范圍寬：錐形流量計(jì)有兩種基本形式，即管道式和插入式。其尺寸從15mm到1600mm。

9．無(wú)停滯區(qū)：錐形*吹掃式設(shè)計(jì)避免了流體中的殘?jiān)?、凝結(jié)物或顆粒的滯留。

安裝方式

測(cè)量系統(tǒng)

一次儀表產(chǎn)生的差壓信號(hào)，必須由差壓變送器進(jìn)行測(cè)量，然后送入流量積算儀或流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。對(duì)于溫壓變化太大或計(jì)量要求較高的介質(zhì)，有時(shí)還需進(jìn)行溫度、壓力修正。我公司可提供這些儀表，并可在出廠前進(jìn)行編程和標(biāo)定。

型號(hào)

安裝尺寸

法蘭尺寸按GB/T9119-2000標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)