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V锥流量计

发布时间:2013-01-31      点击次数:643

序   言

工作原理

多年来,差压流量计一直是一种较为实用的测量装置其对介质体积流量的测量具有较高的精度,这一类流量计在过去的八十多年中已在商业及工厂过程控制领域成功地运用,至今仍占据着很大的市场。

zui早的试验是在伯努利原理产生后的八十世纪四十年代,运用该原理生产出了行销世界的流量喷嘴、文丘里管和孔板。这些产品在外观、尺寸、精度、几何形状、可动部件、出入口参数等方面一直在不断地改进。直到1986年,一种新的概念被提了出来,介质从管道中心处流过与介质经管道中心处的锥体压缩后沿管壁流动有很大的不同。几年后,这一概念更进一步的发展,产生出了DPT锥体流量计。

锥体流量计可测量液体、气体和蒸汽。流体的条件可从深低温到临界状态。测量雷诺数zui高可达500万,zui低雷诺数为8000甚至更低。其工作原理与传统差压流量计相同,均遵循流体在封闭管道中流动时的能量守恒原理。

锥体流量计超乎想像的特点来源于它特殊的设计——锥体位于管道中心处。锥体改良流体的流速分布轮廓使流体加速运动,从而在锥体尾部产生低压。锥体通过位于管壁的高压取压孔和锥体尾部的低压取压孔来得出差压值;根据伯努利方程式,依据差压值得出流体的流量。

锥体位于管道中心处能够有效改良测量点的流速,保证较高的精度;这样即便上游条件很苛刻也能保证测量精度。

锥体流量计属于差压式流量计,其理论是基于封闭管道中能量相互转换的伯努利原理。在稳定流的情况下,管道中的差压与流量的平方成正比。

如图1所示当流体靠近DPT锥体时,会有压力P1。当流速加快通过锥体后会产生压力P2。P1P2之间的差值与流量的平方成正比。在流速一致情况下,流通面积的大小与产生的差压成反比,β系数等于流体通过锥体的zui小流通面积的等效直径与管内径之比。

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设计特点

 节流件锥体设计

    1、锥体流量计与传统差压仪表测量原理相似,但几何结构却有很大不同。锥体流量计是通过悬在管道中心处的锥体来改变流体的流态,流体包围锥体流过,使得DPT锥体产生很多传统压力表所没有的特点。这一设计特点在多年的理论和实验论证中取得了理想的效果。

2、在很长的平直管道中,如果没有阻挡物,也没有任何干扰,其流体被称为充分发展流。如果在管道的截面上取一条直径上的线,在线上每一点处的流速都是不同的。贴着管壁处的流体,因为摩擦力的阻碍,速度几乎为零,而中心处的流速zui大。如果有一个锥体悬挂在管道中心,它迫使中心处的流速减慢,管壁附近的流速加快,从而达到使流速“均化”的效果。其他差压流量计的中心处是空的,不能使流速“均化”。这就是锥体流量计的极大优点之一,使得在低流速时锥体仍能产生足够的差压,随着流速的降低,这种作用更加显著,而且也降低了对安装直管段的要求。而在此状态下,其它传统的差压仪表可能早就不能测量了。

锥体流量计能改良流体流速分布,使介质经过锥体,在下游产生的涡流呈高频的、低幅度的脉动,即信号噪音比非常低。因此采用DPT锥体流量计的测量误差远比一般差压流量计低,量程得以向低限扩展,而此时孔板的信号可能完全被淹没在大幅度涡流的干扰中。

3、在实际工况中,管道内流动流体的轮廓不会处于理想状态。任何管道布置上的变化,如弯头、阀门、缩径、扩径、泵、三通接头等都会破坏充分发展流。一般流量仪表很难在扰动中取得正确测量值。锥体流量计克服了这些缺点,锥体本身重新改良了上游的流速分布,这与锥体的形状和位置密切相关。在极其恶劣的安装条件下,如上游有两个不在同一平面的弯头,而且很靠近锥体,锥体也能使流速分布变得平坦和对称,从而确保了测量精度。 

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