一、概述:
塔形流量計(jì)屬于差壓式流量計(jì)。其主要的理論基礎(chǔ)是密團(tuán)管道中能量守恒定律和流動(dòng)連續(xù)性方程,即伯努力(Bemoulli)定理。定理的內(nèi)容是在流量恒定的管段中,其流體的壓力與該管段中流體流速的平方成反比。可測(cè)介質(zhì),氣體、液體、蒸汽。它的重大突破在于:變流體在管道中心收縮為管道邊璧逐漸收縮,即利用同軸安裝在管道中的塔形體(節(jié)流件),迫使流體逐漸從中心收縮到管道內(nèi)邊壁而流過(guò)塔形體,通過(guò)測(cè)量塔形體前后的壓差來(lái)得到流體的流量。正是這個(gè)邊璧收縮的結(jié)構(gòu),使得它具有了一系列其他差壓儀表無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn),*克服了以孔板為代表的傳統(tǒng)差壓儀表的諸多缺點(diǎn)。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外10多年的應(yīng)用和多次測(cè)試,已充分證明它能在極短的直管段條件下,以更寬的量程比對(duì)各種流體(包括臟污、低流速)進(jìn)行更準(zhǔn)確更有效的測(cè)量。從此揭開(kāi)了差壓式流量?jī)x表劃時(shí)代的嶄新一頁(yè)。
二、結(jié)構(gòu)
塔形流量計(jì)國(guó)外稱為V-CONE,國(guó)內(nèi)的叫法有多種如V形(型)錐、內(nèi)錐 、環(huán)孔流量計(jì)、內(nèi)置文丘里等。盡管名稱各異,但原理結(jié)構(gòu)都是一樣的。單就節(jié)流件來(lái)講,*是金屬件組成,不含任何電子器件。它主要由測(cè)量管、塔形體6(錐形體)、低壓測(cè)量管5(兼支架)、正負(fù)測(cè)壓嘴、連接法蘭等組成。當(dāng)口徑≤N100時(shí),塔體用負(fù)壓測(cè)量管兼作支撐,口徑≥DN150時(shí),要在塔體后部再加支撐管架9,并在支撐管開(kāi)測(cè)量孔。當(dāng)溫壓一體化型時(shí),需要在后部支撐架前安裝測(cè)溫元件套管,若采用多參數(shù)變送器,則不再需要壓力測(cè)量點(diǎn),該變送器差壓、壓力同時(shí)測(cè)量并能接受溫度信號(hào)。
三、工作原理
所說(shuō)的質(zhì)量守恒定律(連續(xù)性方程)和能量守恒定律(伯努利方程),可以這樣去理解:
質(zhì)量守恒:流體在一個(gè)封閉的管道中流動(dòng),當(dāng)遇到節(jié)流件時(shí),在節(jié)流件前后
它的質(zhì)量是不變的,用公式表示為:
V1ⅩA1Ⅹρ1=V2ⅩA2Ⅹρ2(液體為: V1ⅩA1=V2ⅩA2) 能量守恒:管道中流體的壓力和流速有如下的關(guān)系:
P1+1/2Ⅹ(V1)2Ⅹρ1=P2+1/2Ⅹ(V2)2Ⅹρ2 =常數(shù)
式中: A1、A2 分別是節(jié)流件前后的截面積; V1、V2 分別是A1、A2處的流速; P1、P2 分別是A1、A2處的壓力ρ1、ρ2 分別是A1、A2處的流體密度;
根據(jù)伯努利方程:P+1/2V2ρ=常數(shù),在截面A2處流速加快,該處的壓力必然降低,因此壓力P2的高低隨流速V2的大小而變化。而在截面A1處流速V1和壓力P1都沒(méi)有變化,只要測(cè)出P1與P2的壓力差 P=P1-P2,就可以求出流速(流量)。節(jié)流式差壓儀表正式基于了連續(xù)性方程和伯努利方程原理,在管道內(nèi)設(shè)置了一個(gè)節(jié)流
件,測(cè)量其前后的壓力差而得到了流量。
四、*的性能(*性能機(jī)理分析)
1、±0.5%的測(cè)量準(zhǔn)確度,(在多數(shù)實(shí)流標(biāo)定中,流出系數(shù)的不確定度不超過(guò)0.3%)。這樣高的精度是孔板等傳統(tǒng)差呀儀表所不能比的。
2、重復(fù)性±0.1%,并且具有*的穩(wěn)定性。
3、在使用安裝時(shí),只需要極短的直管段甚至不需要,前面0(1)--3D,后面0—1D。(在調(diào)節(jié)閥后安裝時(shí)需要3D的直管段)。
4、具有*的測(cè)量靈敏度(分辨率),負(fù)壓端2.5毫米水柱(越25Pa)的壓力,就可以檢測(cè)到。因而除了測(cè)量大流量外可以測(cè)量極小的流量,如煙道氣等。
5、塔形體被設(shè)計(jì)成吹掃型結(jié)構(gòu),因而具有自清潔功能,因此不會(huì)堆積截留流體中挾帶的任何贓物、凝固體、固體、氣中液。非常適合贓污流體。
6、流體流過(guò)具有特殊形狀的塔體時(shí),會(huì)在其節(jié)流邊緣處形成邊界層效應(yīng),因此*地減少了它被磨損的可能性,也可以說(shuō)是不磨損型的節(jié)流件。因此該流量計(jì)在投用后,除極特殊條件外,它的節(jié)流邊是不會(huì)被磨損的,也可以說(shuō)是免拆卸標(biāo)定的。
7、壓力損失小于孔板。
8、無(wú)可運(yùn)動(dòng)部件,不含任何電子器件,是一個(gè)純機(jī)械體,因此具有不怕振動(dòng)、耐高溫、高壓、防腐等特點(diǎn),又有傳統(tǒng)差壓式儀表所不具備的個(gè)項(xiàng)*性能。
9、可以測(cè)量的流體非常廣泛,各種氣體、液體、蒸汽等都可以有效測(cè)量,使用的管徑DN15—DN3000。從適用的介質(zhì)范圍和工藝管徑、工藝條件來(lái)講,目前還沒(méi)有一種流量計(jì)能與相比。