差压式流量测量技术问答(三) 差压式流量计的测量元件或传感器.pdf

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差压式流量测量技术问答(三)
薯压式流量计的测量元件或传器
天津石化炼油厂汪玉忠
15均速管流量计的取压孔位置是如何确定的?
此方法符合均速管的设计原理,唯一不足的是没有考虑到近
从流体在管道的流动状态来看,可分为充分发展状态下速度壁附近具有的不同分布
分布和非充分发展状态下速度分布的两种状态。対于充分发展状
(4)对数一切比雪夫法:将管道内流动截面分成三个区
态下速度分布,可以在速度分布中找到一点平均速度,也就很容域,其总压开孔位置为/R=0.3754rAR=0.7252r2R-0.9358。此种
易测出流体的流量。均速管只适应非充分发展状态下速度分布的方法已被ISO(国际标准化组织)-TS30(流量测量委员会)确
流量测量。由于非充分发展状态下速度分布影响因素较多,如管
壁的粗糙度、雷诺数、流体粘度等,均速管测量总压的四个取压
(5)对数一线性法:取压点r1/R-0,.4190r2/R-0.9143
孔位置能否正确反映流休流速分布规律,所以取压孔位置的确定
(6)高斯积分法:取压点r/R-0.3400r2/R-0.8611
出现很多方法。
(1)等面积法:将管道的截面积分割四个面积相等(两个
16均速管流量计与孔板流量计相比有哪些优缺
同心半圆和两个同半圆环),每个取压点是该点所处小面积流量点?
平均值。取压点为土r1/R-0.4932、土r2R-0.8951
优点
(2)等流量法:将管道截面积分割成四块,每块面积通过
(1)结构简单、工作可靠、价格低廉;
的流量相等。取压点位置为土r1/R=0.4680、±2/R=8842。
2)安装方便,不仅可以在圆形管道上,也可安装在矩形
(3)切比雪夫法:是假使在整个截面上的流速都符合下面管道上;
的规律
(3)准确度与标准孔板流量计相当,并可以长期保持不
u=qo+a, (r/R)+a(/R)+a, (r/R)
然后分成截面积环,用切比雪夫数值积分方法决定开孔位你
(4)适用范围广,可用于各种液体、气体和蒸汽的流量测
置,此时取压点位置为±rR-0.4932、士r2/R-0.8951。
量
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(5)压力损失小,一般约为孔板差压的10%以下;
(6)不仅适用于小口径(管径1/2”~2")测量,也适用于
8内锥式流量计与标准孔板流量计相比,差压值
大口径(内径2m以上)测量;
波动为什么比较小?
(7)用耐腐蚀材料(装耐尔合金、哈氏合金等)制作传感
产生差压值的波动原因是由于流体经过节流件前后消耗的能
器元件,可测量腐蚀性介质流量
量所致。在节流件正压侧由于管道系统压力比较稳定,正压不会
缺点
产生波动;在其负压侧则不同,由于孔板节流时,流体通过孔板
(1)不适用于测量脏污流体,易堵塞引压孔;
能量损耗很大,同时产生大量的旋涡并旋转移动,使负压产生了
(2)不适用于测量粘度大的流体(如石蜡、焦油等
很大的波动。而内锥式节流元件能量损耗很小,因此产生的旋涡
(3)不适用于高温、高压过热蒸汽,有冲刷作用。
也少波动也少。
根据有关的实验,流体为水、流速为4m/s、在D、=80mm的
17什么是内锥式节流装蟹?有哪些特点?
管道中,标准孔板的永久压力损失为20kPa;内锥式元件的永久
如图7所示,内锥式节流装置是利用同轴安装在管道中的V形压力损失为4.2kPa,标准孔板的永久压损是内锥的4~5倍。这说
尖凤锥将流体逐渐地节流收缩到管道的内边,并通过测量V形明标准孔板下游产生的旋涡体积大、具有高能量、旋转快;而内
内锥体前后的差压来测量流量的节流装置。
锥式传感器的下游旋涡体积小、旋转慢,自然它们产生的差压波
动是不同的。图8是标准孔板与内锥式流量传感器产生的差压曲
A P
线图
高压口
低压口
振幅
流向
图7内锥式流量计
内锥式节流装置的特点
内锥式差压波动曲线
(1)当流体接触内锥体后,流体逐渐朝向管內壁收缩,流
速不断增加并迫使流速分布发生变化,它是逐渐收缩式节流装
孔板差压波动曲线
时间
置,压力损失小
(2)在设计和制造内锥休时,让流体在管内壁与内锥体表
图8内锥式流量计
面产生边界层效应,这样可以保证圆锥体最大直径处不受磨损,
可以使流出系数较长时间保持不变;
19内锥式流量计计算公式与标准孔板计算公式有
(3)由于内锥体本身的结构,流体从接触内锥体到离开时什么关系?
流速加快但各点流速基本相等,使节流装置具有自整流作用,因
内锥式差压流量计属于差压式流量计的一种,它遵守伯努力
此使用该节流装置基本不需要或需要很小的直管段;
方程和流体连续性方程,因此它的计算公式可以在标准节流装置
(4)内锥式节流装置的负压取压口在内锥体下游的管中计算公式的基础上推导出来
心,在流体流动时,此处仅产生高频低幅旋涡,其压力分辨率
标准节流装置的计算公式为:
可优于25Pa,可以获得宽量程比(量程比≥15:1)和0.1%的重复
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性
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