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V錐流量計(jì)是目前先進(jìn)的差壓式流量計(jì),它利用錐體在流場(chǎng)中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng),通過(guò)檢測(cè)錐體前后的差壓來(lái)測(cè)量流量。區(qū)別于傳統(tǒng)的差壓式流量計(jì),它通過(guò)錐體將流體逐漸地收縮到管道內(nèi)邊壁來(lái)檢測(cè)差壓,而非將流體節(jié)流收縮到管道軸線中心,由此給差壓式測(cè)量帶來(lái)了革命性的變化。
V維流量計(jì)具有精度高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、受安裝條件影響小、量程比寬、壓損小、耐磨損、適合測(cè)量臟污介質(zhì)的諸多優(yōu)點(diǎn)。
工作原理
V錐流量計(jì)是由V錐傳感器和差壓變送器組合而成的一種差壓式流量計(jì),可精確測(cè)量寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)的各種介質(zhì)的流量。
其測(cè)量理論:由于實(shí)際流體都具有粘性,不是理想流體,當(dāng)其在管道中流動(dòng)時(shí),在充分發(fā)展管內(nèi)流動(dòng)的前提下,具有層流和紊流兩種流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)連續(xù)流動(dòng)的流體能量守恒原理和伯努利方程:對(duì)于以層流狀態(tài)流動(dòng)的流體,其流速分布是以管道中心線為堆成的一個(gè)拋物面,流體通過(guò)一定管道的壓力降于流量成正比;對(duì)于紊流狀態(tài)流動(dòng)的流體,其流速分布是以管道中心線為對(duì)稱的一個(gè)指數(shù)曲面,流體通過(guò)一定管道的壓力降于流量的平方成正比。
V維傳感器是在側(cè)臉管中與安裝管道中心線同軸的V錐體。該傳感器的測(cè)量管和V錐體是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、精密加工的。流體在測(cè)量管內(nèi)流經(jīng)V錐時(shí),在V錐前重新形成流態(tài)局部收縮,流速增大,靜壓下降,在V維體前后產(chǎn)生壓差P。在上游管壁處測(cè)得高壓Pa,在V錐體下游端面的中心軸處開(kāi)取壓口取得低壓PL,如右圖所示:
測(cè)量公式
式中:
β—等效直徑比 d—V錐節(jié)流元件的最大橫截面處的直徑
D一管道內(nèi)徑 p—流體工況下的密度
q——體積流量
—?dú)怏w膨脹系數(shù)(對(duì)于不可壓縮液體,8=1)K——K系數(shù)(與節(jié)流形式(流束收縮系數(shù))、直徑比、取壓方式、雷諾數(shù)及管道粗糙度有關(guān)系)
信號(hào)穩(wěn)定性
差壓檢測(cè)一般都有“信號(hào)波動(dòng)",即使在流量穩(wěn)定的情況下,一次元件產(chǎn)生的信號(hào)也會(huì)由于干擾而有一定得波動(dòng)。例如孔板流量計(jì),在孔板后面會(huì)形成長(zhǎng)常德渦流,這種長(zhǎng)的渦流會(huì)產(chǎn)生高振幅,低頻率的信號(hào),干擾了流量計(jì)的讀書(shū)。對(duì)于v錐流量傳感器,流體流過(guò)V錐,在V錐后面形成一個(gè)短的渦流,產(chǎn)生低振幅、高頻率的信號(hào),再轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的V錐信號(hào)。其信號(hào)波動(dòng)時(shí)孔板的1/10,如右圖所示。
自整流功能
V錐流量計(jì)的自整流功能是它區(qū)別于其他流量計(jì)的一個(gè)非常突出的有點(diǎn)。安裝在管道中心的V錐流量傳感器直接與流動(dòng)的高流速區(qū)域產(chǎn)生相互作用,迫使高流速區(qū)域與靠近管壁的低流速混合,逐漸地將流速均化(即整流)。在上游重新保持穩(wěn)定的流態(tài),從而只需很短的直管段就可以精確的測(cè)量流體流量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:V錐流量計(jì)前后直管段最長(zhǎng)只需要3D(前)和1D(后)。
V 錐流量計(jì)常用的配置 V錐流量傳感器 差壓變送器 流量積算儀
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