V锥流量计概述
V锥流量计金湖恒控以孔板、喷嘴和文丘里管为代表的差压式流量计已统领流量领域近百年。尽管人们从未间断对它们进行了大量的研究和改善工作,但是由于先天结构上的缺陷,其本身固有的一些缺点,至今没有得到很好的解决,实际应用效果也不理想。如:流出系数不稳定,线性差,重复性不高,从而影响到准确度不高。如孔板入口锐角这个关键部位易磨损,前部易积污,压力损失大,范围度(量程比)小,特别是十分苛刻的直管段要求在实际使用中很难满足。
为克服上述这些不足,人们曾研制出1/4圆孔板、锥形入口孔板、偏心孔板、楔形孔板等诸多非标准节流件,试图解决这些问题。但是这些节流件同标准节流件一样都没有突破“流体中心收缩”这个模式。只是或多或少改善了局部某一个问题,并没有从根本上解决所有问题。
塔型(形)流量计的出现,打破了沿袭近百年的结构模式,使得节流式差压仪表产生了“质的飞跃”。 塔型(形)流量计的重大突破在于“变流体在管道中心收缩为管道边壁收缩。”即利用同轴安装在管道中心V形锥体,近使流体从中心逐渐收缩到管道内边壁而流过V形锥体,通过测量该V形锥体前后的压差来求得流量。正是这个边壁收缩的结构,使其具有一系列其它差压仪表无法相比的优点,克服了以孔板为代表的传流差压仪表的诸多缺点,可以说这是流量仪表一场革命性的变化,从此揭开了差压式仪表崭新的一面。
V锥流量计测量原理
V锥流量计优越的性能
具有良好的准确度(≤0.5%)和重复性(≤0.1%)。
具有较宽的量程比(10:1~15:1)。
对流体有整流功能,因此只需要极短的直管段(前1~3D后0~1D)。
具有自清洁功能,可测脏污和易结垢流体。
节流件关键(不含任何电子部件),因此耐高温、高压、耐腐蚀、不怕震动等。
可测流体的种类非常广泛(液、气、蒸汽),流量范围宽(从微小流量~到大流量),适应的管道(DN15~DN3000)。
V锥流量计优越的性能是如何实现的
(1)对流体的均速作用
V锥流量计流体在管道中流动实际上是这样一种状态,当流体流动不受任何阻碍和干扰达到充公发展状态时,其速度分布为:越靠近管道中心流速越快,在中心处达到最快、越靠近管壁流速越慢,在管壁处接近零。大多数流量仪表测量流量涉及到流速时,由于无法改变这种快慢不均的状态,只能忽略管道中流速有快慢之分的实际情况而假设流速是均等的。而 塔型(形)流量计由于锥形体处在管道中心,它直接把流体从高速流动的中心部位分开,使流速快的流体分别向四周流速慢的流体靠拢并拉动它们混合一起流动,这种快慢混合的结果就是:原本流速快慢的差别消失了,流体变成了真正的均匀流动。流体流速被均匀化所带来的好处就是:测量信号真实反映了被测流体的实际值,并使得在低流速时 塔型(形)流量计前后仍能产生足够准确的差压,随着流速的降低,这种作用更加显著,而这种情况对于传统的差压式仪可能早已不能测量了(见图3)
(2)具有很强的抗干扰(旋涡流)能力
大家都知道流体流动遇到阻挡物时会产生“旋涡流”,这就是著名的“卡曼旋涡”现象,涡街流量计就是基于这个原理工作的。同样道理象孔板、锥开体等节流件在管道中也是阻挡物,在节流件后部除了产生静压力外必然也会产生旋涡流。然面这个旋涡流对于涡街流量计来讲是有用的信号对于差压式仪表来讲却是有寄存器的干扰,见(图4)。这个干扰在节流件下流(负压端)会产生“信号跳动“现象,它会严重干扰正常信号的测量。塔形的结构是边壁节流,节流件后部产生干扰流的分布是等量相反(对称分布)而相互抵消,因此使干扰程度大大减轻。而孔板等传统节流件是中心节流,产生的干扰流方向直接指向取压口,严重干扰了测量信号,特别是小流量时干扰甚至大于测量信号而无法正常工作。经过大量的试验和科学检测证明:
(3)对流体的整流功能
绝大多数流量仪表要求足够长的前后直管段,目的就是为了使流体流动状态成为充分发展管流以复现实验条件下的流动状态。然而这种苛刻的要求常常由于复杂的现场(如各种阀门、弯头、缩径、扩径、泵等)而不能满足,所带来的结果必然是测量误差的增大。因此,绝大多数流量仪表很难在不满足直管段条件下取得准确的测量值。
而 塔型(形)流量计却不同,由于它边避节流的特殊结构,使得流体在遇到V形节流件时,被强迫按照“管壁与节流件之间由宽逐渐变窄的狭长通道”内流动,该通道可以等效为一个管式整流器,经过这个通道后,各种干扰流的变化为:不规范流动——被迫在规定的通道流动——变成规范流动。因此它能够对上游处因各种外界因素引起的不规则的流动畸变自动进行矫正整流,从而使达到测量区的流动形成了规则的流动。因此只需极短的直管段也能取得准确的测量值,由此大大减轻了用户的工作量和投资,这是大多数流量仪表无法相比拟的。
(4)节流件耐磨损的特点
我们都知道节流式差压仪表的测量精度是靠它的“几何尺寸”保证的,这一点塔形与孔板是一样的。但是由于孔板测量关键部位易磨损,它的测量误差随着使用时间