V錐流量計在工況中的特點

  談起差壓流量測量，大家都知道孔板、文丘里、流量噴嘴、阿扭巴等等，但是還有一種很好的差壓流量測量方法國內(nèi)應用不是很多，這就是本文要介紹的V錐形流量計。V錐形流量計是一種新型的差壓流量計，它是八十年代由美國Mc-Crometer公司推出的，其測量原理與其他差壓流量計基本相同，但是由于V錐的*設計，使得它并沒有其他差壓流量計有的一些劣勢，下面就對這種流量計特點及其應用作一下具體介紹。

                              1 V錐形流量計的測量原理及結構特點

                        V錐是一種差壓式流量計，與其他差壓流量計一樣，都是基于密閉管道中能量相互轉(zhuǎn)化的伯努利定律，即在穩(wěn)定流場情況下，管道中的流速與差壓的平方根成正比。這種測量原理因為應用比較廣泛，本文將不作詳細介紹。

                        V錐流量計的幾何形狀見圖1，它是通過在管線中心懸掛一個錐形體來節(jié)流。由于在管道中，理想流場的流速分布為：在管壁處流速接近零，愈靠近管線中心流速愈大，在管線中心流速zui大（因為管壁摩擦力減小了流過管壁的流體的速度）。所以當流體流過V錐流量計時，錐體直接和流體高速中心部分相互作用，迫使高速的中心與接近管壁的低速流體均勻化，從而產(chǎn)生正確的差壓，這在低流速測量時更為有用。而其他中心開孔的差壓流量計（如孔板）由于沒有這種作用，從而不能測量過低流速（雷諾數(shù)過?。┑牧黧w。

                        所有差壓流量測量都是基于理想的流體狀態(tài)，但是由于現(xiàn)場實際情況的千差萬別，這種理想狀態(tài)極少存在，任何管道安裝上的變化，如彎頭、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等都會破壞理想流場，因而一般流量計很難在擾動的流場中取得的測量值。而V錐克服了這些缺點，由于其*設計，錐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理想化，從而取得的測量值。實踐表明，在極惡劣的安裝條件下（如緊鄰錐體上游有兩個在不同平面上的彎頭），V形錐體也能使流體速度分布變得平坦和對稱，從而保證了測量精度。

                              2 V錐流量計的優(yōu)勢分析

                              下表為V錐流量計的優(yōu)勢分析（相對于一般差壓流量計如孔板，文丘里等）：

                              更高的精度、

                              重復性  精度；讀數(shù)的±0.5%，重復性優(yōu)于±0.1%，優(yōu)于孔板等傳統(tǒng)差壓流量計

                              直管段要求低  

                              前0～3D，后0～1D，遠優(yōu)于一般差壓流量計的前10D（zui低要求）后5D。對于復雜流路同樣如此，若是孔板或文丘里等差壓流量計，其要求可達前20～40D后5D。

                              量程比寬  

                              由于錐體能使流體流場均勻化，因此比一般差壓流量計可測流速低，即量程下限比一般差壓流量計低，所以量程可向下擴展，量程比可為15:1，雷諾數(shù)低至8000仍可保持信號的線形。

                              壽命長  

                              流體流經(jīng)錐體無突然的波動，而是沿著錐形體成了一個邊界層，并引導流體離開錐體的后角，這使得錐體夾角不受不潔流體的磨損，流量系數(shù)β率可長期不變，并保證長期測量.因此流量計可在臟污場合長期使用，不需定期維護保養(yǎng)和周期性檢定（當然二次表的定期維護和檢定還是必須的）。

                              壓損小  *性壓損比孔板低，與文丘里接近。

                              信號穩(wěn)定  

                              由于節(jié)流元件產(chǎn)生差壓時，同樣導致了元件后渦流，所以每種差壓儀表都有信號波動，既便流體是穩(wěn)定的。對于標準孔板，由于產(chǎn)生的渦流較長，導致了低頻大幅度的信號波動，嚴重干擾了差壓讀數(shù)的準確性，而V錐體后產(chǎn)生的渦流非常短，所以信號波動就為高頻低幅，這使得V錐產(chǎn)生穩(wěn)定的信號。

                              β值范圍寬  

                              V錐*的幾何形狀允許有廣泛的β值范圍，標準的β值為0.45，0.55，0.65，0.75，0.85，并可特定β值以保證用戶特定的差壓輸出。

                              無滯留區(qū)  V錐體*吹掃式設計避免了流體中的殘渣、凝結物或顆粒的滯留。

                              適用場合廣  可測臟污介質(zhì)，不會對錐體造成損傷?？蓽y量汽液兩相流（液相不超過5%）并保證精度。

                              管線范圍寬  V錐流量計有管道式和插入式兩種形式，其尺寸可從1/2”大到72”。

                              3 V錐流量計的實際應用

                        某乙烯廠老裝置中有一根16“管道因改造需要增加一個流量計，但管道很短且安裝空間有限，無法對管道作大的改動，由于加裝流量計不能影響生產(chǎn)，只能在停車檢修期間進行，因此施工時間也較緊迫。

                        此管道介質(zhì)為急冷水，正常流量2220t/h，溫度85℃，壓力1.06MPa，在此情況下，選用了一臺V錐流量計，由于其直管段要求僅前3D后1D，因此滿足了管道短造成的直管段問題。投入使用后，該流量計的情況無論是精度還是穩(wěn)定性都令用戶相當滿意，改造獲得成功。

                        又如，某廠測量焦爐煤氣的管道中由于含有雜質(zhì)，因此對測量元件的損傷嚴重，該廠原來采用標準孔板測量，不僅精度不高，而且一年就要更換一塊，對工藝生產(chǎn)影響很大。該廠也曾更換其他類型的測量流量計，但效果都不明顯，后來該廠換用了V錐流量計，不僅測量精度有了提高，也避免了定期維護保養(yǎng)和周期性檢定。該V錐流量計使用至今已有幾年，情況依然良好，用戶相當滿意，并陸續(xù)更換了其他幾臺存在相同問題的流量計。雖然看起來一次投資比孔板多，但是由于使用壽命的延長，其實際使用成本并沒有增加，反而有所下降。

                              4 V錐流量計的應用場合推薦

                              適合應用于下列場合：

                              1）中小管徑氣體；

                              2）臟污介質(zhì)；

                              3）直管段不足的場合；

                              4）對精度要求較高的場合。

                              5 結束語

                        由于V錐流量計有著相當明顯的優(yōu)勢，所以其使用前景相當光明。當然，作為差壓流量計的一種，它由于成本關系而并不能*取代孔板、文丘里的位置。相比渦街流量計、電磁流量計等，它又有安裝導壓管等劣勢。但對于適合的場合，采用V錐流量計應該是一種值得考慮的選擇。