怎樣科學(xué)、全面地評估內(nèi)錐流量計

　　近兩年，在不少專業(yè)期刊上都可看到呼吁“從節(jié)能降耗要求看推廣應(yīng)用內(nèi)錐流量計的必要性”的文章（以下簡稱該文）。內(nèi)錐流量計作為一種新型的節(jié)流裝置，確有一些如要求直管段較短、抗臟污等優(yōu)點，但它是否為一種理想的節(jié)能儀表，是否是實現(xiàn)監(jiān)測節(jié)能降耗*、*的選擇而亟待大力推廣，業(yè)內(nèi)不少專業(yè)人士看法不一。筆者認(rèn)為，從準(zhǔn)確度和*壓損兩個方面來講內(nèi)錐流量計并非為理想的節(jié)能降耗監(jiān)測儀表。

　　節(jié)能監(jiān)測流量儀表的要求
　　當(dāng)前，節(jié)能減排已是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重中之重，用儀表進(jìn)行科學(xué)評估是行之有效的方法，流量儀表在其中占有重要的地位，它應(yīng)具有以下兩個基本條件：

　　■ 準(zhǔn)確度較高
　　用于監(jiān)測節(jié)能降耗的流量儀表應(yīng)具有一定的準(zhǔn)確度，否則就難以用數(shù)據(jù)明確地說明節(jié)能效果，也無法進(jìn)一步采取節(jié)能措施。因此，國標(biāo)GB17167對流量儀表的準(zhǔn)確度都有明確規(guī)定，一般為1～2.5級。

　　■ *壓損不宜過大
　　流量儀表在此是監(jiān)測節(jié)能降耗的，但它本身不僅不能節(jié)能，還須消耗能量，其壓損大小與儀表的結(jié)構(gòu)有關(guān)，在此特定情況下，應(yīng)首先選擇那些壓損不大的儀表。　　

　　內(nèi)錐流量計發(fā)展過熱
　　內(nèi)錐

流量計（V-Cone flowmeter）是美國MCCROMETER公司于上世紀(jì)八十年代研制并推向市場的。二十年來，在國外主要用于測量氣體、氣固、氣液二相臟污流體的流量，取得了較好的效果。
　　2003年初，標(biāo)準(zhǔn)化組織公布并要求實施節(jié)能裝置新標(biāo)準(zhǔn)——ISO5167：2003E。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，它對經(jīng)典節(jié)流裝置前直管段長度提出了更為苛刻的要求，應(yīng)用現(xiàn)場難以滿足，用戶普遍尋求一種對直管段長度要求較低的儀表，內(nèi)錐流量計恰好具備了這個特點，再加上我國近兩、三年來舉辦了幾十次研討會、學(xué)習(xí)班，在“揚長避短”的熱炒下，內(nèi)錐流量計在全國遍地開花，形成了過熱的現(xiàn)象。以十七屆MICONEX2006為例，國內(nèi)外展出內(nèi)錐流量計的廠商共33家，其中國外（含合資企業(yè)）僅3家，約占9%，國內(nèi)展出廠家占91%，而其它產(chǎn)品國外展商大約占40%左右。不僅如此，國內(nèi)展出的內(nèi)錐流量計均為國外仿制品，沒有創(chuàng)新，這種低水平的重復(fù)就造成了市場中激烈的壓價競爭惡果。

　　內(nèi)錐流量計技術(shù)特點
　　■ 要求前直管段長度較短。由于存在內(nèi)錐，流體在流量計中的流動形成了兩個特點：
　　a.內(nèi)錐所形成的環(huán)形通道逐漸減小，使流體流速加大、壓力降低，這種流動在流體力學(xué)實驗中證明是可以減小、甚至消除漩渦的。
　　b.內(nèi)錐與管壁之間形成了環(huán)形通道，它在內(nèi)錐直徑zui大的地方形成zui窄的通道，其作用類似于流動調(diào)整器的管束，具有減少漩渦、改善流動方向的作用。內(nèi)錐流量計的內(nèi)錐不僅具有節(jié)流作用，還具有整流作用，相當(dāng)于附加了一個流動調(diào)整器（Flow Conditioner）。因此，它可以在直管段不夠長的情況下，較其它節(jié)能裝置能獲得更高的準(zhǔn)確度。
　　■ 準(zhǔn)確度在應(yīng)用條件下達(dá)不到鹵0.5%。流量儀表的準(zhǔn)確度不僅取決于本身，還取決于使用條件。只能說在直管段長度不足的條件下，內(nèi)錐流量計由于環(huán)形通道的整流作用，準(zhǔn)確度有可能優(yōu)于經(jīng)典式節(jié)流裝置（孔板、噴嘴）。而由于生產(chǎn)加工、安裝和現(xiàn)場條件等因素的影響，其準(zhǔn)確度往往達(dá)不到該文所宣稱的鹵0.5%。
　　天津科特公司是一個研制、銷售內(nèi)錐流量計的專業(yè)公司，其所公布的數(shù)據(jù)較為可信，該公司曾對口徑從15mm至1600mm不同βv 值下的內(nèi)錐流量計做了大量的檢定工作，部分?jǐn)?shù)據(jù)列于表1。

 

　　表1所示的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)口徑較小時（小于150mm），由于內(nèi)錐的加工、安裝比較，流出系數(shù)的離散性約為1.5%；而當(dāng)口徑為600mm～800mm時，由于加工、安裝較差，流出系數(shù)離散性將達(dá)到5%左右。
　　這里還要強(qiáng)調(diào)：該公司所標(biāo)定的內(nèi)錐流量計βv為0.43～0.6，有利于減小離散性，如大于0.85，離散性還將加大。流出系數(shù)的離散性還不是儀表的準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確度還應(yīng)包括校驗裝置的流量不確定度。
　　■ 內(nèi)錐流量計的壓損。
　　由于通道在內(nèi)錐后突然擴(kuò)大，流體將在內(nèi)錐后產(chǎn)生大量的漩渦，這是一個不可逆的非等熵過程，動能不可能無損地轉(zhuǎn)變?yōu)槲荒埽瑝簱p大是必然的。
　　a.內(nèi)錐與孔板的壓損相差無幾，內(nèi)錐流量計*壓損的計算公式為：
　　△Pe /△P=（1.3-1.25 βv ）
　　式中：
　　P e— *壓損；
　　△P — 輸出壓差；
　　βv — 直徑比。
　　根據(jù)不同的βv值，計算孔板、內(nèi)錐兩種流量計的DPe /DP比值，列于表2，繪于圖1。
 

 

圖1 各種節(jié)流裝置β值與*壓損的關(guān)系

　　從表2及圖1可見，內(nèi)錐的壓損比孔板小，而大于噴嘴，特別是當(dāng)bv 值小于0.55時，相當(dāng)于孔板的90%，而不是如該文所說的1/4。
　　b.管徑較大時，壓損才應(yīng)引起足夠的重視。我們對不同口徑的三種差壓計量計（內(nèi)

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