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v锥流量计_v型锥流量计

v锥流量计

V锥流量计概述
   V锥流量计又名;V型锥流量计;V形锥流量计;锥形流量计、锥型流量计;内锥流量计;v型内锥流量计、内锥式流量计。V锥流量计(V-cone flowmeter)是20世纪80年代开始研发的一种差压流量计,与传统差压式流量计相比较,它是一种新型的差压式流量计,它的原始发明人为Floyed McCall,于20世纪90年代初申请专利。它的开发成功是差压式流量测量的质的飞跃。它利用V锥体在流场中产生的节流效应,通过检测上下游压差来测量流量。与普通节流件相比,它改变了节流布局,从中心孔节流改为环状节流。实践使用证明,V锥流量计与其他流量仪表相比,具有长期精度高、稳定性好,受安装条件局限小、耐磨损、测量范围宽、压损小、适合赃污介质等优点。而且V锥体本身作为流场的整流器而成为一种具有独特性能的优异的新型流量计。由V锥传感器和差压变送器、智能流量积算仪组合而成的V锥流量计,可精确测量宽雷诺数(8×103≤Re≤5×107)范围内各种介质的流量。现在V锥流量计并未实现国际标准化,然而却是国际流量测量界研究的热点。相信不久的将来随着深入的研究,理论及实验数据的完善,它将和标准孔板,标准喷嘴、经典文丘里流量计一样成为标准节流装置中的一员。
V锥流量计的特点:
1.准确度可达到可以达到0.5%。。
2.量程比典型值为15:l,至少可有10:1的量程比,远优于孔板、喷嘴等传统流量计。
3.重复性优于±0.1%。
4.安装时所要求直管段很短,上游要求0至3D,下游要求0至1D;不需要在V锥流量计的上游安装流动调整器。大大的节约了固定工况下
的费用和安装空间。
5.流量计结构设计是流体扫过型结构,不可能截留流体中任何夹带的气、液或固相污物,非常适用于对脏污流体的流量测量,如焦炉煤气、湿气体等。
6.专用特殊设计的内锥体可以减弱被测压力(差压)场中脉动(振荡)的幅值,从而减小差压信号中的噪声。可测量更小流量,使量程比拓宽。
7.无可动部件,可靠性高,,不易产生卡死。
8.当流体流经具有特殊廓形的内锥体时,会在其周边形成边界层并疏导流体离开锥体尾部的边缘,从而减少它被磨损的可能性,从而保证其性能的稳定。
9.压损小,能量损失小,耐脏污。锥形流量计适用于低静压流体流量测量的使用场合,如烟道气。
10.安装方便,是进行技术改造的理想流量计。
11.免维护或维护的工作量很小,具有流动调整和对流体的混合作用。
V锥流量计的分类:
   根据不同的安装方式,开封中仪将锥形节流装置分成下列三种结构型式:
1.精密测量管道式:其口径范围一般从15mm~1200mm。 使用条件:ß值:0.45-0.85   PN:0.25-20MPa  ReD:5X103-1X107
2.维夫式:即法兰夹装式、对夹式,其口径范围从15-150mm。
3.插入式:其口径范围是150mm至1800mm,由于无法进行校准,精度较差,不确定度在3%到5%之间,测量值的重复性仍然很好。
 V锥流量计结构及原理
    传统的V锥流量计由V锥节流装置、差压信号管线、三阀组组件、差压变送器及流量积算仪组成,其整机图参见本公司实物图片。v锥式流量计是利用同轴安装在管道中的v形锥将流体逐渐地节流收缩到管道的内边壁,通过测量此v形内锥体前后的差压来测量流量的。经过多年来的多次测试和应用证明:利用v锥流量计能在更短的直管段条件下,以更宽的量程比对洁净或脏污流体实现更准确更有效的流量测量。
   v锥式节流装置包括一个在测量管中同轴安装的尖圆锥体和相应的取压口。该测量管是预先精密加工好的.在尖圆锥体的两端产生差压。此差压的高压(正压)是在上游流体收缩前的管壁取压口处测得的静压力Pl,如下图所示,而低压力(负压)则是在圆锥体朝向下游端面锥中心轴处所开取压孔处的压力P2。该圆锥体的顶尖朝向来流,该圆锥体与其尾随面之间是一个尖锐的锐角。此交合面的边缘使得流体在进入下游的低压区之前有一个平滑的过渡区。由于流体不是被迫收缩到管道中心轴线附近,并且也不再是一个阻挡物(节流件)令流体突然改变流动方向,而是利用这种结构新颖的内锥式节流装置实现了对流体的逐渐朝向管内边壁的收缩(节流),使V锥式流量计具有了一系列独特的优点。
  流量计在其节流件的下游只会产生高频低幅的小涡流。由于差压变送器所测量的差压△P信号是低噪声信号。这样在低压力的取压孔处可以测得灵敏度(分辨率)优于2.5毫米水柱的压力.这就使只用一个差压变送器就获得很宽的量程比和很好的重复性:重复性优于0.1%成为可能。v锥流量计原理图
V锥流量计的技术优势及缺陷
    由于V锥体的独特廓形以及它在管道中心轴线的位置使V锥节流装置具有渐缩渐扩的边壁收缩、低的信号背景噪声、最小的磨损(自保护)、流动调整(自整流)、自清扫、自混合等独特功能和有效地与流体速度分布的高速中心区相互作用,使它能以一种独特的方式测量流体的流量,其综合效果是使它具有优良的技术特性。
  由于V锥流量计的结构特点,它本身也存在难以避免的缺陷:
(1)要求V锥流量计具有优于0.5%的精确度时,对每一台流量计都要求在尽可能接近使用条件的校准装置上对它进行实流校准,即标定它的流出系数C。
(2)V锥流量计尚未达到标准化的程度。
(3)由于结构原因,无法用一台V锥流量计适应双向流的流量测量要求。
(4)对于低雷诺数(Re<8000)的情况,无法保证线性度和重复性的要求。
(5)因为需要前端引压,体积庞大,初装费较高,限制了V锥流量计的市场应用前景。
v锥流量计的外围配件
   当充满管道的流体流经锥形节流装置时,由于流体在节流件附近形成局部收缩,使流速增加,静压降低。节流件前后二个取压点处的静压差与流经节流装置的流体流量的平方成正比。由于节流装置的输出信号与流经节流装置的流体流量之间是非线性关系,不便于计算.为减少使用中的困难,可在差压变送器中对节流装置输出的差压信号进行开方,以得到线性输出的流量信号。如需要知道在一段时间内流过节流装置的流体总量,则需要使用带有积算器的流量计算机或显示仪表。这样就可以显示目前工况的瞬时和累积流量,并可以实现定量控制。当流经节流装置的是气体或蒸汽时。为了对气体或蒸汽的密度进行修正,还需要有温度与绝对压力变送器与之配套.在流量显示仪表或流量计算机中实现密度修正,从而保证流量计量的准确.

开封中仪v锥流量计实物图片:

v锥流量计
扩展阅读
V锥流量计前景展望
   V锥流量计进入我国市场已经有lO多年的时间了.国内有直接生产该类型流量计的厂家接近50家,市场份额已经超过3亿元。在市场前景看好的同时,我们也要保持一分清醒。经过对v锥流量计的深入研究,v锥流量计的技术方面,还有很多事件等待我们技术人员去摸索.
  1.结构形式和技术要求的标准化:
   标准节流装置国家标准的主要内容之一,是节流装置结构形式和技术要求的标准化。各类标准节流装置的几何形状,加工技术要求以及安装和使用条件等都有详尽的规定。反观锥形节流装置迄今无论国内外资料都只有锥形节流装置的一些照片、简图,没有结构形式和技术要求的详细资料.我公司和其他国内各生产厂皆是采用自行设计,制造。显然结构形式和技术要求不统一,无法进行各厂产品性能的相互比较和评价,今后各单位的试验研究成果亦无法汇聚到一起。所以结构形式和技术要求的标准化,应该是锥形节流装置试验研究工作的首要任务。使v锥形流量计技术早日达到标准化程度正是我们技术工作者努力的方向。
   2.制造工艺:大口径孔板流量计加工方便,尺寸比较容易保证。但是对于大口径锥形流量计,其计量管段加工如何进行?如果不加工,精度的影响多少?这有待于我们去试验。
   3.流出系数和可膨胀系数计算公式的制订:
   流出系数和膨胀性系数也是节流装置国家标准的主要内容之一.它是节流装置设计、制造、安装、检验不可缺少的一个条件,是标准节流装置干式检定的必要条件之一.从1980年到1992年的12年间,在美国和欧洲的11个实验室中,进行了大量的孔板试验,累积了16376个试验点的数据.1998年4月1日, ISO宣布IS05167一l:1991Amendmentl孔板流量计的流出系数公式正式修改为新的流出系数公式(里德.哈利斯,加拉赫(Reader-Harris/Gallagher,R-G公式)), 该公式就是利用上述数据库数据拟合而得。        
  4.现场工况影响量的试验研究:
   节流装置流出系数数据库的数据是在实验室中流量标准装置取得的,亦就是说它是在参比工作条件下取得的数据,节流装置在现场投用后,将受现场影响量的影响。流出系数将增加附加误差,现场流量测量误差是实验室基本误差和现场附加误差的合成.因此标准中现场影响量误差的消除和估算是标准的主要内容之一,在标准中它是列在安装要求的一章的.因而锥形节流装置工况的研究试验应该继续进行,力求得出正确可靠的结论。
 5.锥形流量计的推广;
   好的产品也要进行足够的宣传,才能被广泛使用.目前用户对孔板流量计比较熟悉,对锥形流量计认识还不足。当对比锥形和孔板流量计的一次性投入时,用户往往会习惯性选择孔板流量计。打破这一状况就需要我们去加大宣传力度。目前国内,开封中仪在宣传锥形流量计方面走的较早,已有四千套左右v锥流量计投入了工业应用。
 6.锥形(或差压)一体化形式:
  在完成锥形流量计的基础上,我司下一步进行一体化流量计的开发.这种一体化的流量计具备如下功能:a.通过锥形流量计获取差压信号;b.通过锥形流量计获取温度、压力信号.c.通过对上述信号数字化处理得到流体的体积量、质量。该类型的一体化仪表我们开封中仪流量仪表已经上市。
    综合上述,v锥形流量计作为一种新型差压流量计,经过实践证明其在某些方面比孔板流量计更适应现代工业计量.但是其是否可以完全替代其他差压流量计,我们将继续努力探索下去。v锥流量计有多种结构。常规的技术指标设定为:
●准确度:1.0%.
●重复性:不低于准确度的1/3.
●量程比:3:1以上.
●安装直管段长度:上游0~3D,下游O~1D.
●雷诺数范围: l×104~l×107,上限可以更高。
●公称压力:≤4.0MPa.
●温度范围:-20~500℃(有更高温度要求可订制)。

V锥流量计功能分析
 1.节流功能一形成流体独特的逐渐的局部收缩,压损较小。
   v锥形流量计的锥形节流元件一一锥体,使流体轴对称地朝向管内壁,逐渐收缩,即形成逐渐的环状收缩.在流通面积收缩的同时流体也被逐渐加速。由于尖圆锥体在管道中心轴线上。使它能更有效地作用于速度分布的高速中心区,而沿锥体外廓与管内壁之间的环隙是无阻挡的。因此它的节流作用要比孔板小些,流通能力要比孔板大些。
   流出系数C的典型值:锥形流量计为O.80,孔板为O.60。
   由于实现了逐渐收缩、逐渐扩散的边壁节流方式,在相同的流量下,锥形流量计的差压值约为孔板差压值的二分之一.由于差压小,永久压力损失自然小。在合理设计时,锥形流量计的永久压损约为孔板流量计永久压损的四分之一(或更小),所以能耗小。
   如按照己知的各种节流式差压流量计的压损公式进行核算。发现v锥形流量计的压损比孔板的压损低,比喷嘴的压损略高。在相同的流量下,锥形流量计的永久压损值小于孔板永久压损值的二分之一。另外,还应该从背景噪声方面来理解锥形流量计的压损较小:在锥体的下游会形成一个高速,高紊流和含有小旋涡的低压区。这些小旋涡在取压孔处会形成高频低幅的压力脉动信号,此低幅的压力脉动信号会形成差压输出信号中的低噪声的背景噪声。由于差压输出信号中的背景噪声很小,较低的差压值也能有效地被检测出来。而孔板流量计取压孔处形成低频高幅的压力信号,不容易测量。所以,相对于孔板流量计来说,在设计v锥形流量计时,设计者可以选用较低的差压上限值。由于差压值小,永久压损值自然小。所以与孔板相比,耗能费会小得多。
2.锥体具有自动整流功能
   V形尖圆锥体对流体的速度分布有自动调整作用。在一个无阻流件的管道中,速度分布呈中凸形状。上游的管件会影响速度分布并使速度分布发生畸变.V形锥体的廓形使流体的流动分散,从而使速度分布更平坦.孔板属中心收缩型、突然收缩,突然扩散式节流件,它只能进一步加强速度分布的中凸形状。而锥体属边壁收缩型,渐缩渐扩式节流件,它能减弱速度分布的中凸形状。实质上,V形尖圆锥体的作用如同它自身是一个流动调整器。它的相当强的流动调整功能已为lO多年来大量实验测试所证实,更为最新的按美石油学会、石油测量标准手册(API MPMS 5.7)要求所进行的标准化公开测试所证实。
  3.自保护功能
   锥体的廓形确保没有流体直接突然冲击它的下游边缘。流体是沿着锥形节流元件的外形轮廓逐渐向管道内壁收缩。流体流动的边界层自动保护了决定等效直径比B值的关键尺寸dv,使磨损减小,这样可确保流量计的可靠性、可减少维护工作量并延长其检定周期。孔板流量计中的流体是直接冲击孔板,因而孔板的尺寸精度不容易保持稳定.
  4.降噪功能
  锥体的独特廓形具有抑制差压信号中噪声的功能。锥体的独特结构(在v形尖圆锥体与其下游尾随的锥面之间是一个小锐角)使得流体在进入下游的低压区前有一个平滑的过渡区。在锥体的下游会形成一个高速,高紊流和含有小旋涡的低压区。这些小旋涡在取压孔处会形成高频低幅的压力脉动信号,此低幅的压力脉动信号会形成差压输出信号中的低噪声的背景噪声,。而其它节流式差压流量计(如孔板),在节流件的上,下游都有相当大的旋涡,因此这些大旋涡在其取压孔处会形成低频高幅的压力脉动信号,此高幅的压力脉动信号会形成差压输出信号中的高噪声的背景噪声。由亍锥体具有降噪功能,其差压输出信号中的背景噪声很小,所以锥形流量计可以测出小差压,可有效地测量小流量,从而使量程比拓宽。由于差压输出信号中的背景噪声很小,所以设计锥形流量计时,容许选用低的差压上限值。由于差压小,压损自然小,所以能耗小。
 5.自清扫功能
  流体流动路径中无死角。只要连续使用它,在其内部不可能有积液/气/固体颗粒物。流体中所夹带的液滴、气泡和固体颗粒物都会统统地被自动清扫到管道下游.而孔板流量计在孔板前端就容易产生死角和沉积.
 6.自混合功能
  锥体具有混合器的功能。当非均相的流体流经锥体时,非均相流体会自行混合而变成均相流体,并由锥形流量计进行有效的流量测量。而孔板通过变化流通面积,仅仅是把流体加速,没有混合作用.由于锥体的独特廓形以及它在管道中心轴线的位置使v形内锥节流装置具有渐缩渐扩的边壁收缩、低的信号背景噪声、最小的磨损(自保护)、流动调整(自整流)、自清扫、自混合等独特功能和有效地与流体速度分布的高速中心区相互作用.这使它能以一种独特的方式测量流体的流量,具有优良的技术特性.
V锥流量计的主要性能指标
1.在精密测量管中的内锥的标准等效直径比。
ß=0.45(0.5)、0.55(0.6)、0.65(0.7)、O.75(O.8)和O.85
2.在各种阻流件的下游安装流量计时,所要求的直管段都大大缩短,一般上游要求有0至3D的直管段(当流量计安装在阀门的下游时,要求3D);下游要求有0至ID的直管段。根据国外同行测试,将锥形流量计安装在单弯头之后,在0至20D的距离内,流出系数C的变化全部在±O.5%以内。将锥形流量计安装在不在同一平面的双弯头后,在0D至100D的距离内,流出系数C变化全部在士1%以内。
3.在多数的使用场所,流量计的测量准确度达0.5%。
4.重复性为±0.1%.
5.典型的范围度(量程比)为5:1.
6.最小雷诺数为10000,对于雷诺数低于10000的场所,要采用一个拟合的关系式。
7.沿测量管的内壁由被测流体自行实现完全的自清扫,所以可以自行消除液中的含气或气中的含液以及气或液中所含的固体颗粒,将它们吹向下游,始终确保无污物在流量计中沉积或堆积。
8.采用标准化的圆锥尺寸,可以减小压损并增大流量测量范围。
9.测量管中的设计压力可达4.OMpa或6.3Mpa。
10. 工作温度可达到500℃或更高(如640℃).
11. 在V形锥的下游能更好的实现流体的混合,它是一个良好的混合器。
节流式差压流量计的分类和优点
   差压式流量计是一类历史悠久、用量最大的流量计。以节流装置为检测件的差压式流量计是其中应用最广泛的一类流量计,我们称之为节流式差压流量计。
  节流式差压流量计依据原理工作是:流体通过节流件时,部分静压能转变为动能,产生差压。其一次检测件被称为节流装置。
  按照流体被节流件节流的方式,即按实现对流体节流、收缩的方式,可将流量测量节流装置细分为以下的两大类:即中心收缩型和边壁收缩型两大类。在每一个大类中又可分为二个小类:突然收缩、突然扩散式(简称:突缩突扩式)和逐渐收缩、逐渐扩散式(简称:渐缩渐扩式)。
  节流式差压流量计的主要特点:
  1.结构简单;在仪表中无易引发故障的部件。通过电信号,流量计将计量结果输出到显示仪表或总控系统。
  2.通用性强:几乎适用于任何一种流体,从过热蒸汽到硫酸都可以使用。高温、防腐蚀措施容易实拖.
  3.经济性好:如正确选型,或可减少原始投资,或可减小压损,从而节能降耗.但在过去这两者不易兼顾。在现代,如采用锥形流量计,则两者可以兼顾。
  4.技术成熟,使用经验丰富:它有一百多年的历史,已发表大量资料(标准,规程).它是一种非常成熟的技术,使用者可安心、方便的使用该类型流量计.
  5.无内部电子元器件:使用灵活(改量程,更换,维护,现场检查),不受现场电磁干扰的影响,可在苛刻工况下,安全稳定的运行.
  6.电子部分完全独立:用户可根据自身要求选择合适的电子部分,并可对电子部份(变送器)单独标定.
  7.无可动部件,重复性较高;可计量各种介质(液/气/蒸汽、高,中/低温、高,中,低压、高/中,低流速、洁净/脏污,腐蚀性流体、大,中,小管径),适用面宽广.
  8.标准化程度高,精度有保证:介质密度变化所带来的误差较小,仅为速度式流量计(如电磁,涡街,涡轮,超声流量计)的1/2.这是因为它的流量与密度的开方成正比。
  9.非常灵活的永久压损:设计上可灵活设定不同的ß值来适用不同的工况要求.以满足不同的需要。
  10.根据不同介质,一次元件可选择采用对应材质制造。
  11.可方便增加保温(伴热)装置,以实现高粘度液体计量。
  12.可更换性、可扩程性强:差压变送器,二次表,一次元件可任意更换,以适用不同的工况条件.
  13.容易检定:只要保持流体动力学模型相似,流出系数可以复现.
  14.可按使用环境要求,分类和分级,容易满足防爆要求和防护要求。正由于具备上述特点,节流式差压流量计在流量计量领域占有很重要地位。

 V锥流量计,又名;V型锥流量计;V形锥流量计;锥型流量计;锥形流量计、内锥流量计;内锥式流量计,一体化V锥流量计V锥流量计(V-cone flowmeter)20世纪80年代开始研发的一种差压流量计,它的开发成功是差压式流量测量的质的飞跃。它利用V锥体在流场中产生的节流效应,通过检测上下游压差来测量流量。与普通节流件相比,它改变了节流布局,从中心孔节流改为环状节流。实践使用证明,V锥流量计与其他流量仪表相比,具有长期精度高、稳定性好,受安装条件局限小、耐磨损、测量范围宽、压损小、适合赃污介质等优点。而且V锥体本身作为流场的整流器而成为一种具有独特性能的优异的新型流量计。由V锥传感器和差压变送器组合而成的V锥流量计,可精确测量宽雷诺数(8×103≤Re≤5×107)范围内各种介质的流量。

V锥流量计主要技术参数
·
精度等级:0.5(差压流量变送器精度应高于0.2级,含0.2),(β0.450.85,当β<0.55,量 程比4∶1时,精度等级:≤0.30)
·
重复性:0.1%
·
工作压力:040MPa(有多个压力等级可供选择)
·
工作温度:-40850°C
·
环境温度:-4065°C
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安装直管段要求:前0-3D直管道,后0-1D直管段
·
量程比宽:通常为10∶1,选择合适的参数可达到30∶1
·
压损小:同样的β值,压损是孔板1/31/5
·
口径从DN25DN2000

v锥流量计的技术特点:
1精度高:V锥型流量计的精度为测量值的±0.5
2重复性好:V锥型流量计的重复性很好,为±0.1%。
3量程比宽:V锥型流量计的量程较其它类型的差压流量计大得多,正常情况下为101,若有必要也可加大。在雷诺数高于8000时输出信号为线性,若低于8000也可测量,但需对输出信号根据曲线进行修正。
4直管段要求低:伯努利方程要求受测流体为理想流体,在实际应用中这是根本不可能的,很多情况会造成流体分布不均匀,如弯头,阀门,缩径,扩径,泵,三通等等,对其它仪表而言,这是一个很难解决的问题。V锥流量计可在极为恶劣的情况下均匀流体分布,如在紧邻仪表上游有单弯管,双弯管,经过锥体“整流”后的流体分布比较均匀可保证仪表在恶劣的条件下获得较高的测量精度,由于V型锥流量计可均匀流体分布曲线,因此同其它类型的差压流量计相比,对上下游直管段的要求小,建议安装时在上游留0-3D的直管段,在下游留0-1D的直段管。当用户的管道尺寸大,管道价格高或直管段不够的情况下,V锥型流量计将是最佳选择。在过去十年内,对V型锥流量计的上游有一个90℃的单弯管或两个不在一个平面上的双弯管的情况进行了测试,测试结果表明,V锥型流量计可在紧邻它的地方装有一个弯管或不在同一个平面上的双弯管而不会对测量精度有影响。
5
、流量计特有结构所形成的边界层效应,使节流件关键部位不会磨损,因此可以保持几何尺寸长期不变,因此能长期稳定工作而无须标定。
6
、流量计是纯机械体,因此耐高温、耐高压、耐腐蚀及不怕振动。
7
、可测的流体广泛(液体、气体、蒸汽),测量范围宽(微小流量~大流量),适用的管径DN15DN2000。、压损小:同样的β值,压损是孔板1/31/5;耐磨损:流线型锥形体节流后,在锥形体表面产生真空层效应,使得锥形体不易磨损;不堵塞,不粘附:锥形彻底吹扫式设计避免了流体中的残渣、凝结物或颗粒的滞留;长期稳定性好:β值可长期不变,并保证长期精确测量;
8
、信号稳定:"信号波动"是孔板的1/10
9β值范围宽:V锥流量传感器独特的几何形状允许有广泛的β值范围;
10、口径范围宽:DN25DN2000
11、可测高温、高压介质:工作温度最高850℃, 最大压力40MPa
12、可测脏污介质(焦炉煤气、高炉煤气、原料油、渣油等)
13、可测气液两相介质(湿气、冷凝水等)

v锥流量计的工作原理

1)对流体的均速作用

     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v锥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 v锥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流量计可能早已不能测量了。

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。然而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。锥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:孔板负压端产生的是“高幅度低频率跳动”,而锥形体负压端产生的是“低幅度低频率跳动”。

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。
 锥型(形)流量计却不同,由于它边缘节流的特殊结构,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,这一点锥形与孔板是一样的。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在缓慢变大。而从 锥型(形)流量计的节流件结构可以看出:其关键的节流边缘是处在节流件后部的钝角,并顺着流体方向。当流体流过节流件表面和管壁间的通道时,会形成边界层效应,该效应会使流体到达测量部位前,逐渐离开了节流边缘一个微小的距离,这样就使被测流体不与节流件关键部位接触,因此就不可能有磨损情况发生,其关键部位的几何尺寸(β值)就能保持长期不变。所以不用重复标定也能长期稳定工作。 

5)自清洁功能

      如前所述,由于流体在靠近管壁处的流速变慢极容易使脏污物等沉淀或附着在管壁上,对于孔板等传统差压仪表还会在前面堆积。那么流体在塔形流量计流动时会是一种怎样的情况?当流体进入测量管并流过节流件四周的通道时,由于该通道是管壁与节流件间形成的由宽逐渐变窄的通道,它迫使流体流动速度高于管道其他部位并逐渐加快,在到达节流件测量的关键部位时流速最快,从而对管壁、节流件表面附近形成了吹扫冲刷作用,所有脏污杂物不可能在这里停留或附着,所以不会产生脏污的积垢,更不存积垢死角。v 锥型(形)流量计这一独特的吹扫式设计,决定了它用在高炉煤气、焦炉煤气等脏污流体测量中,不会使粉尘、焦油等脏物在节流件和管壁附近堆积,附着及堵塞取压孔。

6)强大的防堵功能

     上述介绍的锥形流量计的自清洁功能,当流体属于特脏型或含有大量粉尘杂质时,常规的型(形)流量计有时也不能彻底解决,国内外实际使用中,时有发生因堵塞取压孔而导致测量失败的事例。
     
为此我公司经过多次试验已于去年研制成功具有可控加热的v型(形)流量计;具有喷涂特殊材料涂层的v型(形)锥流量计;具有多孔取压的v型锥(形)流量计;专用于高炉、焦炉煤气等特脏污流体流量的测量。 

7)在设计计算上比标准节流件准确

    对这个问题下面以计算孔板为例来说明。
   
在孔板计算中用户必须把管道直径“D”值提供给计算者,D参数是设计孔板的一个重要数据,因此标准中对它有严格的规定:要求在节流件前(00.5D长度上,至少取3个截面测出12个数据,然后取其平均值作为D值来计算孔板。然而这个规定在实际中很难做到,因为大多数情况都是在原有的工艺管道上后安装v锥流量计,不可能为了测量D值而停车割开管道,大多数习惯上都是以公称直径报给设计者(除非连同直管段一道购买加工)。我们知道管道的尺寸通常是以公称值来标注的,而钢管产品是按外径和壁厚系列组织生产的。不同的壁厚可以导致同一系列的钢管直径相差最大达十毫米之多,以这样不准确D值来计算节流件,其结果就是假值真算,再高级的计算软件算出来结果也是不会准确的。
   
 v锥流量计,是把测量管和连接法兰整体焊接在一起的一个产品,虽然D值的要求也很严格,但是这个工作是由仪表制造厂家来做的。测量管是在制造厂进行准确测量或者进行机械加工来达到所要求数值,根本不需要用户再为管道的D值是否精确而为难,用户只要把管道的壁厚系列提供给仪表厂以便选配同系列的测量管就可以。由于v锥形流量可以把D值控制的非常精确,从而避免了孔板等差压式仪表因D值不准确而带来的计算上的误差。
 
8)压力损失小

     v锥流量计的结构特点是流线型节流件,采用逐渐节流方式工作,完全不同于孔板等传统差压式仪表突然节流的工作方式,所以它的压力损失小,约是孔板的1/3。因此对于那些低压力、大流量流体测量来讲,比传统差压式仪表有很大的优越性。