測(cè)量不同的(de)介質選擇(ze)不同的流(liú)量計
廣州(zhōu)迪川儀器(qi)儀表有限(xiàn)公司爲了(le)保證流量(liàng)儀表⁉️在生(sheng)⭐産現🧑🏾🤝🧑🏼場過(guò)程中發揮(huī)好、精确的(de)使用,流量(liàng)計的選擇(ze),必須要根(gēn)據生産現(xian)場需要計(ji)量的介質(zhi)而定。
一、氣(qì)體介質,應(yīng)選擇的流(liú)量計品種(zhong)是:1、超聲波(bō)氣體流📞量(liang)計。2、渦街流(liu)量計。如氣(qi)體溫度超(chāo)過300℃,可選氣(qi)壓式🔞流量(liàng)計。
二、石油(yóu)、柴油等油(yóu)品介質,應(yīng)選擇的流(liu)量計品種(zhǒng)是:超✌️聲📱波(bo)流量計。
三(sān)、砂漿、電粉(fen)漿等大濃(nong)度、固體顆(kē)粒含量大(da)的介質,應(ying)選擇✏️的流(liú)🐇量計品種(zhong)是:電磁流(liu)量計。 四、自(zì)來水大🧑🏽🤝🧑🏻流(liú)量🏃♂️的介🌐質(zhi),應選擇的(de)流量計品(pǐn)種是:适用(yòng)選型爲🙇🏻智(zhi)能電磁流(liú)量✊計、超聲(shēng)波流量計(jì)。其他諸如(rú)渦街流量(liàng)計、孔闆流(liu)量計等也(ye)可以。
五、污(wū)水、紙漿等(deng)渾濁液體(ti)介質,應選(xuǎn)擇的流量(liang)計品💔種是(shì)🔞:1、超聲波流(liu)量計及智(zhì)能電磁流(liu)量計。但在(zai)選用電磁(cí)流量計時(shí)要考慮液(ye)體中不含(han)較多空氣(qì)或氣泡。 六(liù)、帶有較多(duo)氣泡的液(yè)體介💁質,應(yīng)選擇的流(liú)量計品種(zhǒng)是:超聲波(bo)流量計,使(shǐ)用該類型(xíng)的流量計(ji)測量帶有(yǒu)氣泡的流(liu)體,效果十(shí)分好。 七、純(chún)淨水、除鹽(yan)水等🌏電導(dao)率低的介(jie)⭐質,應選擇(zé)的流量計(jì)品種是:超(chao)聲波流量(liàng)計非常适(shi)合測量這(zhe)類流體。 八(ba)、酸、堿液等(deng)強腐蝕性(xìng)介質,應選(xuǎn)擇的🈲流量(liang)計品種是(shì):1、抗酸堿内(nei)襯的電磁(ci)流量計。2、外(wai)夾式超聲(shēng)波流量計(ji)。
用以測量(liàng)管路中流(liú)體流量(單(dan)位時間内(nei)通過的流(liu)體體積🍉)的(de)儀表。有轉(zhuǎn)子流量計(ji)、節流式流(liú)量計、細縫(feng)流量計、容(rong)積流量計(jì)、電磁🔞流量(liang)計、超聲波(bō)流量計和(he)堰等。
流量(liang)測量方法(fǎ)和儀表的(de)種類繁多(duō),分類方法(fǎ)也很多。至(zhì)今爲止,可(kě)供工業用(yòng)的流量儀(yí)表種類達(da)60種之㊙️多。品(pin)種如此之(zhi)多的🌈原因(yin)就在于至(zhi)今還沒找(zhao)到一種對(duì)任何流體(tǐ)🌈、任何量㊙️程(cheng)、任何流動(dòng)狀态以及(ji)任何使用(yong)條件都适(shì)用的流量(liang)儀表。
這60多(duo)種流量儀(yi)表,每種産(chan)品都有它(ta)特定的适(shì)用性,也都(dōu)有它🍉的局(ju)限性。按測(ce)量對象劃(hua)分就有封(feng)閉管道和(he)明渠兩大(da)類;按🏃🏻♂️測量(liang)目的又可(kě)分爲總量(liang)測量和流(liú)量測量,其(qí)儀表分别(bie)稱作總量(liang)表和流量(liàng)計。
總量表(biǎo)測量一段(duan)時間内流(liu)過管道的(de)流量,是以(yi)短暫時間(jiān)内流過的(de)總量除以(yǐ)該時間的(de)商來表示(shi),實際上流(liú)量計通常(chang)亦備有累(lèi)積流量裝(zhuang)置,做總量(liang)表使用,而(ér)總量表亦(yì)備有流量(liang)發訊裝置(zhì)。因此,以嚴(yan)格意義來(lái)分流量計(jì)和總量表(biao)已🧡無實際(ji)意義。
按測(ce)量原理分(fèn)有力學原(yuán)理、熱學原(yuan)理、聲學原(yuan)理、電學原(yuán)理、光學原(yuán)理、原子物(wù)理學原理(li)等。
按照目(mu)前流行、廣(guang)泛的分類(lei)法,即分爲(wei):容積式流(liu)量計、差壓(ya)式流量計(jì)、浮子流量(liàng)計、渦輪流(liu)量計、電磁(cí)流量計、流(liú)體振蕩流(liu)量計中的(de)渦街流量(liang)計、質量流(liu)量計和插(chā)⚽入式流⭐量(liàng)計、探針式(shi)流量計,來(lai)🐆分别闡述(shù)各種流量(liang)計的原理(lǐ)、特點、應用(yòng)概🔴況及國(guo)内外的發(fā)展情況。
差(cha)壓式流量(liàng)計是根據(jù)安裝于管(guǎn)道中流量(liàng)檢測件産(chan)生的差壓(yā)👣,已知的流(liu)體條件和(he)檢測件與(yǔ)管道的幾(jǐ)何尺寸來(lái)計🌈算流量(liang)的🌐儀表。
差(chà)壓式流量(liàng)計由一次(cì)裝置(檢測(cè)件)和二次(ci)裝置(差壓(ya)轉🔞換和流(liú)量顯示儀(yí)表)組成。通(tong)常以檢測(ce)件形式對(dui)差🚶♀️壓式流(liu)量計分類(lei),如孔闆流(liu)量計、文丘(qiū)裏流量計(jì)、均速管流(liú)量計等。
二(èr)次裝置爲(wèi)各種機械(xiè)、電子、機電(dian)一體式差(cha)壓計,差壓(ya)變送器及(jí)流量顯示(shi)儀表。它已(yǐ)發展爲三(san)化(系列化(hua)、通用化及(jí)标🏃♀️準化)程(cheng)度👨❤️👨很高的(de)、種類規格(gé)龐雜的一(yī)大類儀表(biǎo),它既可測(cè)量流量參(cān)數,也可測(ce)量其它⭐參(cān)數(如壓力(li)、物位、密度(dù)等)。
差壓式(shi)流量計的(de)檢測件按(an)其作用原(yuán)理可分爲(wei):節流裝置(zhi)😄、水🈲力阻力(li)式、離心式(shi)、動壓頭式(shì)、動壓頭增(zeng)益式及射(she)流✂️式幾大(da)類。
檢測件(jiàn)又可按其(qi)标準化程(cheng)度分爲二(er)大類:标準(zhǔn)的♋和非标(biāo)準的📐。
所謂(wei)标準檢測(cè)件是隻要(yào)按照标準(zhǔn)文件設計(jì)、制造、安裝(zhuāng)和🏃♂️使用,無(wú)須經實流(liu)标定即可(kě)确定其流(liú)量值和估(gu)算測量誤(wu)差。
非标準(zhǔn)檢測件是(shi)成熟程度(dù)較差的,尚(shàng)未列入标(biāo)準中🈲的檢(jiǎn)測件。
差壓(ya)式流量計(ji)是一類應(ying)用廣泛的(de)流量計,在(zài)各類流量(liang)儀表中其(qi)使用量占(zhan)居*。近年來(lai),由于各種(zhǒng)新型流量(liang)計的問世(shì),它的使用(yòng)♈量百分數(shu)逐漸下降(jiang),但目前仍(réng)是重要的(de)一類流🤟量(liang)計。
優點:
(1)應(yīng)用多的孔(kong)闆式流量(liàng)計結構牢(lao)固,性能穩(wen)定可靠,使(shǐ)用壽命長(zhǎng);
(2)應用範圍(wéi)廣泛,至今(jin)尚無任何(he)一類流量(liang)計可與之(zhī)相比拟;
(3)檢(jiǎn)測件與變(bian)送器、顯示(shì)儀表分别(bie)由不同廠(chang)家生産🤩,便(biàn)于規模經(jing)濟生産。
缺(que)點:
(1)測量精(jing)度普遍偏(pian)低;
(2)範圍度(du)窄,一般僅(jin)3:1~4:1;
(3)現場安裝(zhuāng)條件要求(qiú)高;
(4)壓損大(dà)(指孔闆、噴(pēn)嘴等)。
注:一(yī)種新型産(chan)品:引進美(mei)國航天*而(er)開發的平(píng)衡流量計(jì),這種💋流量(liàng)計的測量(liang)精度是傳(chuán)統節流裝(zhuang)置的👣5-10倍,永(yong)9壓力損失(shī)1/3。壓力恢複(fú)快2倍,小直(zhi)管段可以(yǐ)小至1.5D,安裝(zhuāng)和使用方(fang)便,大大減(jiǎn)少流體運(yùn)行的能力(li)消耗🧑🏾🤝🧑🏼。
應用(yong)概況:
差壓(yā)式流量計(jì)應用範圍(wéi)特别廣泛(fàn),在封閉管(guan)道的流量(liàng)測量😘中各(gè)種對象都(dou)有應用,如(rú)流體方面(miàn):單相、混相(xiàng)、潔淨、髒污(wu)、粘性流等(děng);工作狀态(tài)方面:常壓(ya)、高壓、真空(kōng)、常溫、高溫(wēn)、低溫等;管(guǎn)徑方面:從(cong)幾mm到幾m;流(liú)動條件方(fāng)面:亞音速(su)、音速、脈動(dòng)流等。它在(zai)各工🌈業部(bù)門的用量(liang)約占流量(liàng)計全部用(yòng)❌量的1/4~1/3。
3.2 浮子(zi)流量計
浮(fú)子流量計(ji),又稱轉子(zi)流量計,是(shi)變面積式(shi)流量計的(de)一種🍉,在一(yi)根由下向(xiang)上擴大的(de)垂直錐管(guan)中,圓形橫(heng)截面的浮(fú)子的重力(li)是由液體(tǐ)動力承受(shou)的,從而使(shi)浮子可以(yǐ)在錐管内(nèi)自由地上(shang)升和下降(jiang)。
浮子流量(liàng)計是僅次(cì)于差壓式(shì)流量計應(yīng)用範圍寬(kuan)廣👈的一類(lei)流量計,特(tè)别在小、微(wei)流量方面(mian)有舉足輕(qīng)重的作用(yong)。
80年代中期(qī),日本、西歐(ōu)、美國的銷(xiao)售金額占(zhan)流量儀表(biǎo)的15%~20%。中國産(chǎn)量1990年估計(jì)在12~14萬台,其(qi)中95%以上爲(wei)玻璃錐管(guǎn)浮子流量(liàng)計。
特點:
(1)玻(bō)璃錐管浮(fu)子流量計(jì)結構簡單(dān),使用方便(biàn),缺點是耐(nai)壓力低,有(you)玻璃管易(yì)碎的較大(dà)風險;
(2)适用(yong)于小管徑(jing)和低流速(sù);
(3)壓力損失(shi)較低。
3.3容積(ji)式流量計(jì)
容積式流(liu)量計,又稱(cheng)定排量流(liú)量計,簡稱(cheng)PD流量計,在(zai)流量儀表(biǎo)☀️中是精度(du)高的一類(lei)。它利用機(jī)械測量元(yuan)㊙️件把流體(ti)連續不斷(duan)地分割成(cheng)單個已知(zhī)的體積部(bù)分,根據👉測(cè)量室🚩逐次(cì)重複地充(chong)滿和排🧑🏽🤝🧑🏻放(fàng)該體積部(bu)分流體的(de)次數來測(ce)量流體體(tǐ)積總量。
容(rong)積式流量(liang)計按其測(ce)量元件分(fèn)類,可分爲(wei)橢圓齒輪(lun)流量計、刮(gua)闆流量計(jì)、雙轉子流(liú)量計、旋轉(zhuan)活塞流量(liàng)計、往複活(huó)塞流量🈲計(jì)、圓盤流量(liàng)計、液封轉(zhuan)筒式流😄量(liàng)計、濕式氣(qi)量計及膜(mo)✍️式氣量計(jì)等。
優點:
(1)計(jì)量精度高(gāo);
(2)安裝管道(dao)條件對計(ji)量精度沒(méi)有影響;
(3)可(kě)用于高粘(zhān)度液體的(de)測量;
(4)範圍(wei)度寬;
(5)直讀(du)式儀表無(wu)需外部能(neng)源可直接(jie)獲得累計(ji),總量,清✔️晰(xī)明了,操🥵作(zuò)簡便。
缺點(diǎn):
(1)結果複雜(zá),體積龐大(da);
(2)被測介質(zhi)種類、口徑(jing)、介質工作(zuò)狀态局限(xian)性較大;
(3)不(bú)适用于高(gao)、低溫場合(he);
(4)大部分儀(yi)表隻适用(yong)于潔淨單(dān)相流體;
(5)産(chǎn)生噪聲及(jí)振動。
應用(yòng)概況:
容積(ji)式流量計(jì)與差壓式(shi)流量計、浮(fú)子流量計(ji)并列爲😄三(sān)類使用量(liang)大的流量(liàng)計,常應用(yong)于昂貴介(jiè)質(油品、天(tiān)然氣🏃♂️等)的(de)總量測量(liàng)。
工業發達(dá)國家近年(nian)PD流量計(不(bu)包括家用(yong)煤氣表和(hé)家🐇用水表(biǎo))的銷售金(jīn)額占流量(liàng)儀表的13%~23%;我(wo)國約占20%,1990年(nian)✌️産量(不包(bāo)括家用煤(méi)氣表)估計(ji)爲34萬台,其(qí)中橢圓齒(chǐ)輪式和📐腰(yāo)輪式分别(bié)約占70%和20%。
3.4 渦(wo)輪流量計(ji)
渦輪流量(liàng)計,是速度(du)式流量計(jì)中的主要(yao)種類,它采(cai)用多葉片(piàn)💋的轉子(渦(wō)輪)感受流(liú)體平均流(liú)速,從而且(qiě)推導出流(liu)量或總量(liàng)的儀表。
一(yi)般它由傳(chuán)感器和顯(xian)示儀兩部(bu)分組成,也(yě)可做成整(zhěng)體式。
渦輪(lun)流量計和(he)容積式流(liú)量計、科裏(li)奧利質量(liàng)流量🧑🏽🤝🧑🏻計⁉️稱(chēng)💯爲流量計(ji)中三類重(zhong)複性、精度(du)佳的産品(pǐn),作爲🎯類型(xing)流量計之(zhi)🔞一,其産品(pin)已發展爲(wèi)多品種、多(duo)系列批量(liàng)生産的規(gui)模。
優點:
(1)高(gāo)精度,在所(suǒ)有流量計(ji)中,屬于精(jīng)确的流量(liang)計;
(2)重複性(xing)好;
(3)元零點(dian)漂移,抗幹(gàn)擾能力好(hǎo);
(4)範圍度寬(kuan);
(5)結構緊湊(cou)。
缺點:
(1)不能(neng)長期保持(chí)校準特性(xing);
(2)流體物性(xing)對流量特(te)性有較大(da)影響。
應用(yong)概況:
渦輪(lun)流量計在(zai)以下一些(xie)測量對象(xiàng)獲得廣泛(fàn)應用:石油(yóu)、有機液體(ti)、無機液、液(ye)化氣、天然(rán)氣和低溫(wēn)流體統在(zài)歐洲和美(mei)🥵國,渦🚶♀️輪流(liu)量計在用(yòng)量上是僅(jǐn)次于孔闆(pǎn)流♈量計的(de)天然計量(liàng)儀表㊙️,僅荷(he)蘭在天然(ran)氣管線上(shang)就采用了(le)2600多台👣各種(zhǒng)尺寸,壓力(li)從0.8~6.5MPa的氣體(ti)渦輪流量(liang)計,它們已(yi)成爲優良(liáng)的天然氣(qì)計量儀表(biao)。
3.5電磁流量(liang)計
電磁流(liu)量計是根(gen)據法拉弟(di)電磁感應(yīng)定律制成(chéng)的一種㊙️測(cè)量💛導電性(xìng)液體的儀(yi)表。
電磁流(liu)量計有一(yi)系列優良(liáng)特性,可以(yi)解決其它(tā)流量計不(bú)易應用的(de)問題,如髒(zāng)污流、腐蝕(shí)流的測量(liàng)。
70、80年代電磁(ci)流量在技(jì)術上有重(zhong)大突破,使(shi)它成爲應(yīng)用廣泛🔅的(de)一類流量(liàng)計,在流量(liàng)儀表中其(qí)使用量百(bai)分數不斷(duàn)上升。
優點(dian):
(1)測量通道(dào)是段光滑(hua)直管,不會(huì)阻塞,适用(yong)于測量含(han)固體顆粒(lì)的液固二(er)相流體,如(ru)紙漿、泥漿(jiang)、污水等;
(2)不(bú)産生流量(liang)檢測所造(zao)成的壓力(lì)損失,節能(néng)效果好;
(3)所(suǒ)測得體積(jī)流量實際(ji)上不受流(liú)體密度、粘(zhan)度、溫度、壓(ya)力🧡和🌈電導(dao)率變化的(de)明顯影響(xiang);
(4)流量範圍(wei)大,口徑範(fan)圍寬;
(5)可應(yīng)用腐蝕性(xing)流體。
缺點(diǎn):
(1)不能測量(liàng)電導率很(hen)低的液體(ti),如石油制(zhi)品;
(2)不能測(cè)量氣體、蒸(zhēng)汽和含有(yǒu)較大氣泡(pao)的液體;
(3)不(bú)能用于較(jiao)高溫度。
應(ying)用概況:
電(dian)磁流量計(jì)應用領域(yù)廣泛,大口(kǒu)徑儀表較(jiao)多應用于(yú)給排水工(gōng)程;中小口(kǒu)徑常用于(yu)高要求或(huo)難測場🥰合(hé),如鋼鐵工(gōng)業高爐🐇風(fēng)口😍冷卻水(shuǐ)控制,造紙(zhǐ)工業測量(liang)紙漿液和(he)黑液,化學(xue)工業的強(qiáng)腐蝕液,有(yǒu)色冶金工(gong)業的礦㊙️漿(jiāng);小口徑🚩、微(wei)小口徑常(cháng)用于醫藥(yao)工業、食品(pin)工業、生物(wù)化學等有(you)衛生要求(qiú)的場所。
3.6 渦(wō)街流量計(jì)
渦街流量(liang)計是在流(liú)體中安放(fang)一根非流(liu)線型遊渦(wo)發生體,流(liú)體在發生(sheng)體兩側交(jiao)替地分離(lí)釋放出兩(liang)💘串規則地(dì)🔞交錯排列(liè)的遊渦的(de)儀表。
渦街(jiē)流量計按(an)頻率檢出(chū)方式可分(fen)爲:應力式(shì)、應變式、電(diàn)容式、熱敏(mǐn)式、振動體(tǐ)式、光電式(shi)及超聲式(shì)等。
渦街流(liu)量計是屬(shu)于年輕的(de)一類流量(liang)計,但其發(fā)展迅速,目(mu)前已成爲(wèi)通用的一(yī)類流量計(ji)。
優點:
(1)結構(gòu)簡單牢固(gù);
(2)适用流體(ti)種類多;
(3)精(jing)度較高;
(4)範(fàn)圍度寬;
(5)壓(ya)損小。
缺點(dian):
(1)不适用于(yú)低雷諾數(shù)測量;
(2)需較(jiào)長直管段(duàn);
(3)儀表系數(shù)較低(與渦(wo)輪流量計(ji)相比);
(4)儀表(biao)在脈動流(liu)、多相流中(zhōng)尚缺乏應(yīng)用經驗。
3.7 超(chāo)聲波流量(liàng)計
超聲波(bo)流量計是(shi)通過檢測(cè)流體流動(dong)對超聲束(shù)(或🔞超聲✍️脈(mò)沖)的作用(yong)以測量流(liu)量的儀表(biǎo)。
根據對信(xin)号檢測的(de)原理超聲(shēng)流量計可(kě)分爲傳播(bo)🏃🏻速度差法(fǎ)(直接時差(cha)法、時差法(fǎ)、相位差法(fa)和頻差法(fǎ))、波束偏移(yí)法、多普勒(lè)🚶法、互相關(guān)法、空間濾(lü)法及噪聲(shēng)法等。
超聲(shēng)流量計和(hé)電磁流量(liàng)計一樣,因(yin)儀表流通(tong)通道未設(shè)置任何阻(zǔ)礙件,均屬(shǔ)*流量計,是(shi)适于解決(jue)流量測量(liàng)🌈困難🍓問題(ti)的一類流(liu)量計,特别(bie)在大口徑(jing)流量測量(liang)方面有較(jiao)突出的優(you)點,近年來(lái)它是發展(zhan)迅速的一(yi)類流量計(ji)之一🚶。
優點(dian):
(1)可做非接(jie)觸式測量(liang);
(2)爲無流動(dòng)阻撓測量(liang),無壓力損(sǔn)失;
(3)可測量(liàng)非導電性(xing)液體,對無(wu)阻撓測量(liàng)的電磁流(liú)量計是一(yi)種🚶♀️補充。
缺(quē)點:
(1)傳播時(shi)間法隻能(néng)用于清潔(jie)液體和氣(qi)體;而多普(pu)勒法隻能(néng)用于🔴測量(liang)含有一定(dìng)量懸浮顆(ke)粒和氣泡(pào)的液體;
(2)多(duo)普勒法測(ce)量精度不(bu)高。
應用概(gai)況:
(1)傳播時(shi)間法應用(yong)于清潔、單(dān)相液體和(he)氣體。典型(xing)應✉️用有👈工(gōng)廠排❗放液(ye)、:怪液、液化(huà)天然氣等(děng);
(2)氣體應用(yòng)方面在高(gao)壓天然氣(qi)領域已有(yǒu)使用良好(hǎo)的經驗;
(3)多(duō)普勒法适(shi)用于異相(xiang)含量不太(tai)高的雙相(xiang)流體,例如(ru):未🥵處理污(wū)水、工廠排(pái)放液、髒流(liú)程液;通常(chang)不适用于(yú)非常清潔(jié)的液體。
[編(biān)輯本段]3.8 科(ke)裏奧利質(zhì)量流量計(ji)
科裏奧利(li)質量流量(liàng)計(以下簡(jian)稱CMF)是利用(yong)流體在振(zhèn)動管中流(liu)動時,産生(sheng)與質量流(liú)量成正比(bi)的科裏奧(ao)利力原理(li)制成的一(yī)種直接式(shi)質量流量(liàng)儀表。
我國(guo)CMF的應用起(qi)步較晚,近(jin)年已有幾(ji)家制造廠(chǎng)(如太行儀(yí)表廠)自🈚行(hang)開發供應(ying)市場;還有(yǒu)幾家制造(zao)廠組建合(hé)🔅資企♋業或(huò)引用生産(chǎn)系列儀表(biǎo)。
熱式氣體(tǐ)質量流量(liang)計
熱式流(liu)量計傳感(gǎn)器包含兩(liang)個傳感元(yuan)件,一個速(sù)度傳感器(qi)和一個溫(wēn)度傳感器(qì)。它們自動(dong)地補償和(he)校正氣體(tǐ)溫💋度變化(hua)。儀表的電(diàn)加熱部分(fen)将速度傳(chuán)感器加熱(rè)🥰到高于工(gōng)況溫度的(de)某💰一個定(ding)值,使速度(dù)傳感器和(he)測量工況(kuang)溫度的傳(chuán)感器之間(jiān)形成恒定(dìng)溫👣差。當保(bǎo)持溫差不(bú)變時,電加(jiā)熱消耗的(de)能量,也可(kě)以說熱消(xiāo)散值💛,與流(liu)過氣體的(de)質量流量(liàng)成正比。
熱(re)式氣體質(zhì)量流量計(jì)即Mass Flow Meter(縮寫爲(wèi)MFM),它是氣體(tǐ)流量計量(liàng)中新型儀(yí)表,區别于(yu)其它氣體(ti)流量計不(bu)需要進行(háng)壓力和溫(wen)度修正⚽,直(zhí)接測量氣(qi)體的質量(liang)流量,一支(zhi)傳感👉器可(ke)以做到量(liang)程從極🚩低(di)到高量程(cheng)。它适合單(dan)一氣體和(hé)固定比例(lì)多組份氣(qi)體的測🚶♀️量(liàng)。
熱式氣體(tǐ)質量流量(liàng)計是用于(yú)測量和控(kong)制氣體質(zhi)量流🏃♀️量的(de)⭐新型儀表(biǎo)。可用于石(shí)油、化工、鋼(gang)鐵、冶金、電(dian)力、輕工、醫(yi)藥、環保等(děng)工業部門(mén)的空氣、烴(ting)類氣體、可(kě)燃性氣體(tǐ)、煙道氣體(tǐ)的監測。
特(tè) 點
可靠性(xing)高 重複性(xing)好 測量精(jing)度高 壓損(sǔn)小
無活動(dòng)部件 量程(cheng)比寬 響應(yīng)速度快 無(wú)須溫壓補(bu)償
應 用
•工(gong)業管道中(zhong)氣體質量(liang)流量測量(liang) •煙囪排出(chū)的煙氣流(liu)速測♍量👨❤️👨
•煅(duàn)燒爐煙道(dào)氣流量測(cè)量 •燃氣過(guo)程中空氣(qì)流量測量(liàng)
•壓縮空氣(qi)流量測量(liang) •半道體芯(xin)片制造過(guo)程中氣體(ti)流🤞量測量(liàng)
•污水處理(li)中氣體流(liu)量測量 •加(jia)熱通風和(he)空調系統(tǒng)🥰中⛱️的氣體(tǐ)流量測量(liàng)
•熔劑回收(shou)系統氣體(ti)流量測量(liàng) •燃燒鍋爐(lú)中燃燒氣(qi)體流量💃🏻測(ce)量
•天然氣(qi)、火炬氣、氫(qīng)氣等氣體(tǐ)流量測量(liang)
•啤酒生産(chan)過程中二(èr)氧化碳氣(qi)體流量測(ce)量
•水泥、卷(juàn)煙、玻璃廠(chang)生産過程(chéng)中氣體質(zhi)量流量測(ce)量
如:美國(guó)SIERRA
中國DSN
3.9 明渠(qu)流量計
與(yu)前述幾種(zhǒng)不同,它是(shi)在非滿管(guǎn)狀敞開渠(qu)道測量自(zi)由表面自(zi)然流的流(liú)量儀表。
非(fēi)滿管态流(liú)動的水路(lù)稱作明渠(qú),測量明渠(qú)中水流流(liu)量的稱作(zuo)明渠流量(liang)計(open channel flowmeter)。
明渠流(liú)量計除圓(yuán)形外,還有(yǒu)U字形、梯形(xíng)、矩形等多(duo)種💔形狀。
明(ming)渠流量計(ji)應用場所(suǒ)有城市供(gong)水引水渠(qu);火電廠引(yǐn)水和👨❤️👨排🧡水(shui)渠、污水治(zhì)理流入和(hé)排放渠;工(gōng)礦企業水(shuǐ)排放以及(ji)水利工程(chéng)和農業灌(guàn)溉用渠道(dào)。有人估計(jì)1995台,約占流(liu)量儀表整(zheng)體的1.6%,但是(shi)國内應用(yòng)尚無估計(jì)數據。
4, 新工(gong)作原理流(liu)量儀表的(de)研究和開(kai)發
4.1 靜電流(liu)量計
(electrostatic flowmeter)
日本(ben)東京技術(shu)學院研制(zhì)适用于石(shi)油輸送管(guǎn)線低導電(diàn)💜液體流㊙️量(liàng)測量的靜(jìng)電流量計(ji)。
靜電流量(liàng)計的金屬(shu)測量管絕(jue)緣地與管(guan)系連接,測(cè)🧑🏽🤝🧑🏻量💰電容器(qi)上🛀靜電荷(hé)便可知道(dao)測量管内(nei)的電荷。他(ta)們分别作(zuo)了内🤞徑4~8mm銅(tóng)、不鏽鋼等(děng)金屬和塑(sù)料測量管(guan)儀表的實(shí)流試驗,試(shì)驗表明流(liú)量與電荷(he)之間接近(jìn)🈚于線性。
4.2 複(fú)合效應流(liu)量儀表
(combined effects meter)
該(gai)儀表的工(gōng)作原理是(shì)基于流體(ti)的動量和(hé)壓力作用(yòng)🔞于儀表腔(qiang)體産生的(de)變形,測量(liàng)複合效應(ying)的變形求(qiú)取流量。本(běn)儀📱表由美(měi)國GMI工程和(he)管理學院(yuàn)開發,已申(shen)請兩項專(zhuan)力。
4.3 轉速表(biao)式流量傳(chuán)感器
(tachmetric flowrate sensor)
它是(shi)由俄羅斯(sī)科學工程(chéng)中心工業(yè)儀表公司(si)開發,是基(ji)于💁懸浮效(xiao)應理論研(yan)制的。該儀(yí)表已在若(ruo)幹現🙇🏻場成(chéng)功的❄️應用(yong)(例如在核(hé)🎯電站安裝(zhuāng)2000餘台測量(liàng)熱水流量(liang),連👌續使用(yòng)8年),且還在(zài)改進以擴(kuo)大應用領(ling)域。
5, 幾種流(liú)量儀表應(yīng)用和發展(zhǎn)動向
5.1 科裏(lǐ)奧利質量(liang)流量計(CMF)
5.2 電磁流量(liàng)計(EMF)
EMF從50年代(dai)初進入工(gōng)業應用以(yǐ)來,使用領(lǐng)域日益擴(kuò)展,80年代後(hòu)期起💁在各(ge)國流量儀(yi)表銷售金(jin)額中已占(zhan)16%~20%。
我國近年(nián)發展迅速(sù),1994年銷售估(gū)計爲6500~7500台。國(guó)内已生産(chǎn)🌈大口徑爲(wèi)2~6m的ENF,并有實(shi)流校驗口(kǒu)徑3m的設備(bei)能力。
5.3 渦街(jiē)流量計(USF)
USF在(zài)60年代後期(qi)進入工業(yè)應用,80年代(dài)後期起在(zài)各國流量(liang)儀表銷售(shou)🌍金額中已(yǐ)占4%~6%。1992年世界(jie)範圍估計(jì)銷售量爲(wèi)3.54.8萬✊台,同期(qī)國内産品(pǐn)估❄️計在8000~9000台(tai)。
5.4威力巴流(liu)量計
威立(li)巴流量計(ji)計采用了(le)*符合空氣(qi)動力學原(yuán)理的工程(chéng)結🐆構😄設計(jì),是一種在(zai)精度、功效(xiào)及可靠方(fāng)面達⛷️到了(le)無比卓yue程(chéng)度的傳感(gǎn)元件。
6, 結論(lun)
由上述可(ke)知,流量計(ji)發展到今(jīn)天雖然已(yǐ)日趨成熟(shú),但其☔種類(lèi)仍然極其(qi)繁多,至今(jin)尚無一種(zhǒng)對于任何(hé)💋場合都适(shi)用的㊙️流量(liang)計。
每種流(liu)量計都有(yǒu)其适用範(fàn)圍,也都有(you)局限性。這(zhè)就🌍要求我(wǒ)們:
(1)在選擇(zé)儀表時,一(yi)定要熟悉(xī)儀表和被(bèi)測對象兩(liang)方㊙️面的情(qíng)況,并要兼(jiān)顧考慮其(qi)它因素,這(zhè)樣測量才(cai)會準确🆚;
(2)努(nǔ)力研制新(xin)型儀表,使(shi)其在現有(yǒu)的基礎上(shang)更加完㊙️善(shàn)🈲。
差壓式流(liu)量計
差壓(yā)式流量計(ji)(以下簡稱(cheng)DPF或流量計(ji))是根據安(ān)裝于管道(dào)中流✏️量檢(jian)測件産生(sheng)的差壓、已(yi)知的流體(tǐ)條件⭐和檢(jian)測件與管(guǎn)道的幾何(he)尺寸來測(cè)量流量的(de)儀表。DPF由一(yi)次裝置(檢(jiǎn)測件)和二(èr)次裝置(差(chà)壓轉換和(he)流量顯示(shi)儀表)組成(cheng)。通常以檢(jian)測件📱的型(xing)式對DPF分類(lei),如孔❤️扳流(liú)量計、文丘(qiu)裏管流量(liàng)計及均速(sù)管☂️流量計(ji)等。二次裝(zhuang)置爲各種(zhong)機械、電子(zi)、機電一體(ti)式差壓計(ji),差壓變送(sòng)器和🔞流量(liang)顯示及計(ji)算儀表,它(ta)已發展爲(wèi)三化㊙️(系列(lie)化、通用化(huà)及标準化(huà))程度很高(gāo)的種類規(guī)格龐雜的(de)一大👅類儀(yi)表。差壓計(jì)既可用于(yu)測量流量(liàng)參數,也可(ke)測量其他(tā)參數(如壓(yā)力、物位、密(mì)度等)。
DPF按其(qi)檢測件的(de)作用原理(li)可分爲節(jie)流式、動壓(ya)頭式㊙️、水力(li)阻力🧡式、離(lí)心式、動壓(yā)增益式和(hé)射流式等(deng)幾大❓類,其(qí)中以🌈節流(liú)式和動壓(yā)頭式應用(yòng)爲廣泛。
節(jie)流式DPF的檢(jian)測件按其(qi)标準化程(chéng)度分爲标(biao)準型和非(fei)标準型兩(liǎng)⁉️大類。所謂(wei)标準節流(liú)裝置是指(zhi)按照标準(zhun)文件設計(jì)、制造、安裝(zhuāng)和使用,無(wú)須經實流(liú)校準即可(kě)确定其流(liu)量🔴值并估(gū)算流量測(ce)量誤🎯差,非(fēi)标準節流(liú)裝置是❌成(chéng)熟程度較(jiào)差,尚未列(lie)入标準文(wén)件中的💋檢(jian)測件。
标準(zhun)型節流式(shì)DPF的發展經(jīng)過漫長的(de)過程,早在(zai)20世紀20年代(dài)🌈,美國🧑🏽🤝🧑🏻和歐(ou)洲即開始(shi)進行大規(gui)模的節流(liu)裝置試驗(yàn)研究👌。用得(de)普遍的節(jiē)流裝置--孔(kong)闆和噴嘴(zuǐ)開始标準(zhǔn)化。現在标(biao)準噴嘴的(de)一種型式(shì)ISA l932噴嘴,其幾(ji)何形狀就(jiù)是30年代标(biao)準化的,而(ér)标準孔闆(pǎn)亦曾🛀🏻稱爲(wèi)ISA l932孔闆。節流(liú)裝置結🙇🏻構(gòu)形式的标(biao)準化有很(hěn)深遠的意(yì)義,因爲隻(zhī)有節流裝(zhuāng)置結構形(xing)式标⁉️準化(huà)了,才有可(ke)能把上衆(zhōng)多研❄️究成(cheng)果彙集到(dào)一起,它促(cu)進檢測件(jian)的理💛論和(he)實踐向深(shen)度和🏃廣度(dù)拓展,這是(shì)其他流量(liang)計所不及(jí)的。1980年⛷️ISO(标準(zhun)化組織)正(zheng)式通過标(biao)準ISO 5167,至此流(liú)量測量節(jiē)流裝置*個(ge)标準誕生(sheng)了。ISO 5167總結了(le)幾十年來(lái)上對✨爲數(shù)有限的幾(ji)種節流裝(zhuang)置(孔闆、噴(pēn)嘴和文丘(qiū)裏管)的理(lǐ)論與試驗(yan)的研究成(cheng)果,反映了(le)此類檢測(cè)件的當代(dài)科學🧑🏾🤝🧑🏼與生(sheng)産的技術(shù)水平。但是(shi)從ISO 5167正式頒(bān)布之🌂日起(qi),它就暴露(lu)出許多亟(ji)待解決的(de)問題,這些(xie)問題♊主要(yào)有以下幾(jǐ)個方⭐面。
1)ISO 5167試(shi)驗數據的(de)陳舊性 ISO 5167中(zhong)采用的數(shù)據大多是(shì)30年代的試(shi)🐕驗結果,今(jin)天無論節(jie)流裝置制(zhì)造技術,流(liu)量試驗設(shè)備✨及實驗(yan)技術都有(you)巨大的進(jin)步,重新進(jìn)行系統地(dì)試驗以獲(huo)得更高精(jīng)💰确度及更(gèng)可靠🔞的數(shù)據是必要(yào)的。進入💞80年(nián)代美國和(he)歐洲都進(jìn)行大規模(mó)的試驗,爲(wei)修訂ISO 5167打下(xia)基礎。
2) ISO 5167中關(guan)于直管段(duan)長度規定(ding)的問題 在(zài)ISO投票通過(guo)ISO 5167時,美🚶♀️國🍓投(tou)了反對票(piao),其主要原(yuan)因是對直(zhi)管段長度(dù)的規定有(yǒu)不同意見(jian),這個🌈問題(ti)應是ISO 5167修訂(ding)的主要問(wèn)題之一。
3) ISO 5167中(zhong)各項規定(ding)的科學性(xìng)問題 影響(xiǎng)節流裝置(zhi)流出系數(shù)的因素💋特(tè)别多,主要(yào)有孔徑與(yu)管徑的比(bǐ)值β、取壓裝(zhuang)置、雷諾數(shu)、節流件❓安(an)裝偏心度(du)、前後阻流(liú)件類型及(jí)直管段長(zhang)度、孔闆入(ru)口邊緣尖(jiān)銳度、管壁(bì)粗糙度、流(liu)體流動湍(tuān)流度等,衆(zhōng)多因素影(yǐng)響錯綜複(fú)雜,有的💰參(cān)數難以直(zhí)接測量,因(yin)此📞标準中(zhōng)有些規定(ding)并非科學(xué)地确定,而(er)🐉是爲了取(qǔ)得一緻✏️,不(bú)得不人爲(wei)地确定☔。*流(liu)量專家斯(sī)賓塞👣(E.A.Spencer)提出(chu)一系列應(yīng)重新檢讨(tao)的問題,如(rú)孔闆平直(zhi)度、同心度(du)、直角邊緣(yuan)尖銳度、管(guǎn)道粗糙度(dù)、上遊流💁速(su)分布及流(liu)動調整☂️器(qi)的作用等(deng)。
4)關于節流(liú)式DPF測量精(jīng)确度提高(gāo)的問題 鑒(jiàn)于節流式(shi)🌏DPF在流量計(jì)中占有重(zhong)要地位,提(tí)高其測量(liang)精确度意(yi)㊙️義重大。曆(li)次學術會(huì)議認爲必(bì)須使流量(liang)測量工作(zuò)者、流體力(li)學與計算(suàn)機技術工(gōng)作者緊密(mì)合作共同(tong)♉攻關才能(neng)解決此問(wèn)題。
20世紀80年(nian)代美國和(hé)歐洲開始(shi)進行大規(guī)模的孔闆(pan)流量計試(shi)驗研🈲究,歐(ou)洲爲歐共(gòng)體實驗計(ji)劃(EEC Experimental Program),美國爲(wei)API實😄驗計劃(hua)(API Experimental Program)。試驗的目(mu)的🧑🏽🤝🧑🏻是用現(xian)代新測試(shi)設備及試(shi)驗數據的(de)統計處理(li)技術進行(hang)新一輪的(de)範圍廣泛(fan)的試驗研(yan)究,爲修訂(ding)ISO 5167打下技術(shù)基礎。1999年ISO發(fā)出ISO 5167的修訂(dìng)稿(ISO/CD 5167-1-4),該文件(jian)爲委💔員會(huì)草案,它🛀在(zài)技術内容(róng)與編輯上(shang)都有很大(dà)改動🍓,是♍一(yī)份全新的(de)标準。本來(lái)預定于🌂2025年(nián)12月在美國(guo)丹佛舉行(háng)的ISO/TC30/SC2會議上(shàng)審查通過(guo)爲DIS(标準草(cao)案),但是會(hui)議認爲尚(shàng)有📐細節問(wèn)題應再商(shang)榷而未能(neng)通㊙️過。新的(de)ISO 5167标🏃🏻♂️準何時(shí)正式頒布(bù)尚不得而(er)知。ISO 5167新标🚶♀️準(zhǔn)在标準的(de)兩個核心(xin)内容皆有(yǒu)實質性變(bian)化,一是孔(kong)闆的流出(chū)系數公式(shì),用Reader-Harris/Gallagher計算🐅式(shì)(R-G式)代替Stolz計(jì)算式,另一(yī)爲👌節流裝(zhuang)置上遊側(ce)直管段🈚長(zhǎng)度的規定(ding)以及流動(dòng)調整器的(de)使用等。
我(wo)們通常稱(chēng)ISO 5167(GB/T2624)中所列節(jie)流裝置爲(wei)标準節流(liú)裝置,其他(tā)🆚的都稱🏃♂️爲(wèi)非标準節(jiē)流裝置,應(ying)該指出,非(fēi)标準節流(liu)裝置不僅(jǐn)是指那些(xie)節流裝置(zhi)結構與标(biāo)難節流裝(zhuang)置相異的(de),如果标準(zhun)節流裝🐇置(zhì)在偏離标(biao)準條件下(xia)工作亦應(yīng)稱爲非标(biāo)準節流裝(zhuang)置,例如,标(biāo)準孔闆在(zai)混相流或(huò)标準文丘(qiū)裏噴嘴在(zai)臨界流下(xià)工作的都(dōu)是。
目前非(fēi)标準節流(liu)裝置大緻(zhi)有以下一(yī)些種類:
1)低(di)雷諾數用(yong) 1/4圓孔闆,錐(zhuī)形入口孔(kong)闆,雙重孔(kong)闆,雙斜⭐孔(kong)闆,半圓💔孔(kong)🤩闆等;
2)髒污(wū)介質用 圓(yuán)缺孔闆,偏(piān)心孔闆,環(huán)狀孔闆,楔(xie)形孔闆,彎(wan)管節流♈件(jian)等;
3)低壓損(sǔn)用 羅洛斯(si)管,道爾管(guǎn),道爾孔闆(pan),雙重文丘(qiu)裏噴㊙️嘴,通(tōng)用文丘裏(li)管,Vasy管等;
4)小(xiǎo)管徑用 整(zheng)體(内藏)孔(kong)闆;
5)端頭節(jie)流裝置 端(duan)頭孔闆,端(duan)頭噴嘴,Borda管(guan)等;
6)寬範圍(wéi)度節流裝(zhuang)置 彈性加(jia)載可變面(miàn)積可變壓(yā)頭流量計(jì)(線性孔闆(pǎn));
7)毛細管節(jie)流件 層流(liu)流量計;
8)脈(mo)動流節流(liu)裝置;
9)臨界(jiè)流節流裝(zhuāng)置 音速文(wen)丘裏噴嘴(zuǐ);
10)混相流節(jiē)流裝置。
節(jie)流式DPF現場(chǎng)應用的不(bu)斷拓展必(bì)然提出發(fa)展非标準(zhun)㊙️節流裝置(zhì)的要求,十(shi)餘年來ISO亦(yi)在不斷制(zhi)訂有關✏️非(fēi)标🤞準節🔴流(liu)裝置的技(ji)術文件,在(zài)它們不能(neng)成爲正式(shi)标準之前(qián)作爲技術(shù)報告發表(biao)。可以🔅預見(jian),今後有🌈可(ke)能若幹較(jiào)爲成熟的(de)非标準💰節(jie)流裝置📧會(hui)晉升爲标(biao)準型的。
20世(shì)紀90年代中(zhong)後期世界(jie)範圍内各(ge)式DPF銷售量(liang)在流量儀(yí)表總量中(zhōng)台數占50%-60%(每(měi)年約百萬(wan)台),金額占(zhan)30%左右。我國(guo)銷售台數(shù)約占流量(liàng)儀表總量(liàng)(不包括*表(biao)和家用水(shuǐ)表及玻璃(li)管浮子流(liú)量計)的☎️35%-42%(每(měi)年6萬-7萬台(tái))。
2 工作原理(li)
2.1 基本原理(lǐ)
充滿管道(dao)的流體,當(dang)它流經管(guǎn)道内的節(jiē)流件時,如(ru)圖4.1所示,流(liu)✉️速将在節(jie)流件處形(xing)成局部收(shou)縮,因而流(liu)速增加,靜(jing)壓力降低(dī),于是💯在節(jiē)流件前後(hou)便産生了(le)壓差。流體(ti)流量愈大(da),産🤩生的壓(yā)⛹🏻♀️差愈大,這(zhè)樣可依據(ju)壓差來衡(héng)量流量的(de)大小。這種(zhong)測量方法(fǎ)是以流動(dong)連續性方(fang)程(質量守(shou)恒定律)和(he)伯努利方(fāng)程(能量守(shǒu)恒定律)爲(wei)基礎的。壓(yā)差的大小(xiǎo)不僅與流(liú)量還與其(qi)他許多因(yin)素有關,例(li)如當節流(liu)裝置形式(shì)或管道内(nèi)🔴流體的物(wu)理性質(密(mì)🚶♀️度、粘度)不(bú)同時,在同(tong)🈲樣大小的(de)👄流量下産(chǎn)生的壓差(cha)也是不同(tong)的。
圖4.1 孔闆(pan)附近的流(liú)速和壓力(li)分布
2.2 流量(liàng)方程
式中(zhong) qm--質量流量(liàng),kg/s;
qv--體積流量(liàng),m3/s;
C--流出系數(shu);
ε--可膨脹性(xing)系數;
β--直徑(jìng)比,β=d/D;
d--工作條(tiao)件下節流(liú)件的孔徑(jìng),m;
D--工作條件(jian)下上遊管(guan)道内徑,m;
P--差(chà)壓,Pa;
ρl--上遊流(liú)體密度,kg/m3。
由(yóu)上式可見(jiàn),流量爲C、ε、d、ρ、P、β(D)6個(ge)參數的函(han)數,此6個參(can)數可分爲(wèi)實測量[d,ρ,P,β(D)]和(hé)統計量(C、ε)兩(liǎng)類。
(1)實測量(liang)
1)d、D 式(4.1)中d與流(liú)量爲平方(fang)關系,其精(jing)确度對流(liú)量總精度(du)影😘響較大(da),誤差值一(yi)般應控制(zhì)在±0.05%左右,還(hái)應計及工(gōng)🤞作溫度對(duì)🌈材料熱膨(peng)脹的影響(xiǎng)。标準規定(ding)管道内徑(jing)D必須實測(ce),需在上遊(you)管段的幾(ji)個截面上(shàng)進行多次(ci)測量求其(qí)平均值,誤(wu)差不應大(da)于±0.3%。除對數(shu)🌈值測量精(jing)💃度要求較(jiào)高🙇🏻外,還應(yīng)考慮内徑(jing)偏差會🐕對(dui)節流件上(shàng)遊通道造(zao)成不正常(chang)節流現象(xiang)所帶來的(de)嚴重影響(xiǎng)。因此,當不(bú)是成套供(gong)應節流裝(zhuāng)置時,在現(xian)場配管應(yīng)充分注意(yì)這個問題(ti)。
2)ρ ρ在流量方(fang)程中與P是(shi)處于同等(děng)位置,亦就(jiu)是說,當追(zhui)❌求差壓變(bian)送器高精(jing)度等級時(shí),絕不要忘(wàng)記ρ的測量(liang)精度亦應(yīng)與之🌈相匹(pi)配。否則P的(de)提高将會(huì)被ρ的降低(di)⛱️所抵消。
3)P 差(cha)壓P的精确(que)測量不應(ying)隻限于選(xuan)用一台高(gāo)精度差🧡壓(yā)變送器🔴。實(shi)際上差壓(ya)變送器能(neng)否接受到(dao)真實的差(cha)壓值還🈲決(jue)定于一💁系(xì)列因素,其(qi)中正确的(de)取壓孔及(ji)引壓⛷️管線(xiàn)的制造、安(an)裝及使用(yong)是保證獲(huò)得真實差(cha)壓值的關(guān)鍵,這些影(ying)響因素㊙️很(hen)多是難以(yi)定量或定(dìng)性确定的(de),隻有加強(qiang)制造及安(an)裝的規範(fàn)化工作才(cai)能達到目(mu)的👣。
(2)統計量(liang)
1)C 統計量C是(shì)無法實測(cè)的量(指按(àn)标準設計(jì)制造安裝(zhuāng),不經校準(zhun)使🐇用),在現(xian)場使用時(shí)複雜的情(qing)況出現在(zài)實際的C值(zhi)與标準确(què)定的C值不(bu)相符合。它(ta)們的偏離(lí)是由設計(ji)、制造、安裝(zhuang)及使用一(yī)系列因素(su)造成的。應(yīng)該明确,上(shàng)述各環節(jiē)🤟全部嚴格(ge)遵循标準(zhun)的規定,其(qi)實際值才(cái)會與标準(zhǔn)确定的值(zhi)相符合,現(xian)場是難以(yǐ)✂️*這種要求(qiú)的🌐。
應該指(zhǐ)出,與标準(zhun)條件的偏(pian)離,有的可(ke)定量估算(suan)(可🚶♀️進行修(xiū)正),有🐅的隻(zhī)能定性估(gu)計(不确定(ding)度的幅值(zhi)與方向)。但(dan)是在現實(shí)中㊙️,有時不(bu)僅是一個(gè)條件偏離(li),這就帶來(lai)非常複雜(za)的情♌況,因(yīn)爲一般資(zi)料中隻介(jiè)紹某一條(tiáo)件㊙️偏離引(yin)起🏃♀️的誤差(cha)。如果許多(duo)條件同時(shi)偏離,則缺(que)少相關的(de)資料可查(chá)。
2)ε 可膨脹性(xìng)系數ε是對(dui)流體通過(guo)節流件時(shí)密度發生(sheng)變化而引(yin)起的流出(chu)系數變化(hua)的修正,它(tā)的誤差由(you)🌈兩部🍉分組(zu)成:其✊一爲(wei)常用流量(liang)下ε的誤差(cha),即标準确(què)定值的📱誤(wu)差;其二爲(wei)由于流量(liàng)變化ε值🏒将(jiāng)随之波動(dòng)帶來的誤(wu)🏃差。一般在(zai)低靜壓高(gao)差壓情況(kuang)👄,ε值有不可(ke)👄忽略的誤(wù)差。當P/P≤0.04時,ε的(de)誤差可忽(hu)略不計。
3 分(fèn) 類
差壓式(shi)流量計分(fen)類如表4.1所(suo)示。
表4.1 差壓(yā)式流量計(jì)分類表
分(fen)類原則 分(fèn) 類 類 型
按(an)産生差壓(yā)的作用原(yuán)理分類 1)節(jiē)流式;2)動壓(ya)頭式;3)水🔴力(lì)阻力式;4)離(li)心式;5)動壓(ya)增益式;6)射(she)流式
按結(jié)構形式分(fèn)類 1)标準孔(kong)闆;2)标準噴(pēn)嘴;3)經典文(wen)丘裏管;4)文(wen)丘裏噴嘴(zui);5)錐形入口(kǒu)孔闆;6)1/4圓孔(kong)闆;7)圓缺孔(kong)闆;8)偏心孔(kǒng)闆;9)楔形孔(kǒng)闆;10)整體(内(nei)藏)孔闆;11)線(xiàn)性孔闆;12)環(huán)形孔闆;13)道(dao)爾管;14)羅洛(luò)斯管;15)彎💃管(guǎn);16)可換孔闆(pǎn)節✔️流裝置(zhì);17)臨界🏃♀️流節(jie)流裝置
按(an)用途分類(lei) 1)标準節流(liu)裝置;2)低雷(lei)諾數節流(liú)裝置;3)髒污(wu)流節流裝(zhuang)置;4)低壓損(sǔn)節流裝置(zhì);5)小管徑節(jiē)流裝置👄;6)寬(kuan)範圍度節(jiē)流裝置;7)臨(lin)界流節流(liu)裝置;
3.1 按産(chǎn)生差壓的(de)作用原理(li)分類
1)節流(liú)式 依據流(liu)體通過節(jie)流件使部(bù)分壓力能(neng)轉變爲動(dong)能💋以🐪産♊生(sheng)差壓的原(yuán)理工作,其(qi)檢測件稱(chēng)
之爲節流(liu)裝置,是DPF的(de)主要品種(zhǒng)。
2)動壓頭式(shì) 依據動壓(ya)轉變爲靜(jìng)壓的原理(lǐ)工作,如均(jun)🐇速管流量(liang)計。
3)水力阻(zu)力式 依據(jù)流體阻力(li)産生的壓(ya)差原理工(gōng)作,檢測件(jian)爲毛細管(guǎn)束,又稱層(céng)流流量計(ji),一
般用于(yú)微小流量(liàng)測量。
4)離心(xīn)式 依據彎(wān)曲管或環(huan)狀管産生(shēng)離心力原(yuán)理形成的(de)壓差工🈲作(zuo),如彎管流(liu)量計,環形(xíng)管流量
計(jì)等。
5)動壓增(zeng)益式 依據(jù)動壓放大(da)原理工作(zuò),如皮托-文(wén)丘🐅裏管。
6)射(shè)流式 依據(jù)流體射流(liu)撞擊産生(shēng)原理工作(zuò),如射流式(shì)差壓流量(liang)計。
3.2 按結構(gou)形式分類(lei)
1) 标準孔闆(pǎn) 又稱同心(xin)直角邊緣(yuan)孔闆,其軸(zhóu)向截面如(ru)🌂圖4.2所示。孔(kong)闆是一塊(kuai)加工成圓(yuán)形同心的(de)具有銳利(li)直角邊緣(yuán)的薄闆。孔(kǒng)🙇♀️闆開孔的(de)上遊側邊(biān)緣應是銳(ruì)✉️利的直角(jiao)。标準孔闆(pǎn)有三種取(qǔ)壓方式:角(jiao)接、法蘭及(ji)D-D/2取壓;如圖(tú)4.3所示。爲從(cong)☂️兩個方向(xiàng)的任一個(gè)🔴方向測量(liang)流量,可采(cǎi)用⛱️對稱孔(kǒng)闆,節流孔(kǒng)的兩個邊(biān)緣均符合(hé)直角邊緣(yuan)孔闆上遊(yóu)邊緣的特(te)性,且孔闆(pǎn)全部🌏厚度(dù)不超過節(jie)流孔的厚(hou)度。
圖4.2 标準(zhǔn)孔闆
圖4.3 孔(kǒng)闆的三種(zhong)取壓方式(shì)
2) 标準噴嘴(zui) 有兩種結(jie)構形式:ISA 1932噴(pēn)嘴和長徑(jìng)噴嘴。
a. ISA 1932噴嘴(zui)(圖4.4) 上遊面(mian)由垂直于(yú)軸的平面(miàn)、廓形爲圓(yuan)周的兩段(duàn)弧線所确(que)定的收縮(suo)段、圓筒形(xíng)喉部和凹(āo)槽組成的(de)噴嘴。ISA 1932噴嘴(zui)的取壓方(fang)式僅角接(jie)取壓一種(zhǒng)。
圖4.4 ISA 1932噴嘴
b. 長(zhǎng)徑噴嘴(圖(tu)4.5) 上遊面由(you)垂直于軸(zhou)的平面、廓(kuò)形爲1/4橢圓(yuán)的收縮段(duàn)、圓筒形喉(hou)部和可能(neng)有的凹槽(cao)或斜角組(zǔ)成的噴嘴(zui)。長徑噴嘴(zuǐ)的取壓方(fāng)式僅D-D/2取壓(yā)一種。
3) 經典(dian)文丘裏管(guǎn) 由入口圓(yuan)筒段A、圓錐(zhuī)收縮段B、圓(yuán)筒形喉部(bu)C和圓錐擴(kuo)散段E組成(cheng),如圖4.6 所示(shi)。根據不同(tóng)的加工方(fāng)法,有以下(xia)結構形式(shì):①具有粗鑄(zhù)收縮段的(de);②具有機械(xiè)加工收縮(suō)段的;③具有(yǒu)鐵闆焊接(jiē)收縮段的(de)。不同結構(gou)形式的L1、L2、R1、R2與(yu)D、d的關‼️系如(ru)表4.2所示。
4)文(wen)丘裏噴嘴(zuǐ) 由進口噴(pēn)嘴、圓筒形(xíng)喉部及擴(kuò)散段組成(chéng),如圖㊙️4.7所示(shi)。
5)錐形入口(kou)孔闆 錐形(xing)入口孔闆(pǎn)與标準孔(kǒng)闆相似,相(xiang)當于一塊(kuai)🔴倒裝的标(biao)準孔闆,其(qi)結構如圖(tú)4 . 8所示,取壓(yā)方式爲角(jiǎo)接取壓。表(biǎo)4.2 L1、L2、R1、R2與D、d關系
注(zhu) 粗 鑄 入 口(kou) 機械加工(gong)的入口 粗(cu)焊的鐵闆(pan)入口
1 ±0.25D(100mm
L1=0.5D±0.05D L1=0.5D±0.05D
2 L2=1D或0.25D+250mm兩(liǎng)個量中的(de)小者 L2≥D(入口(kǒu)直徑) L2≥D(入口(kou)直徑)
3 R1=1.375D+20% R1<0.25D R1=0,焊縫(feng)除外
4 R2=3.625d至3.8d R2<0.25D R2=0,焊(han)縫除外
圖(tu)4.6 經典文丘(qiu)裏管
圖4.7 文(wén)丘裏噴嘴(zui)
圖4.8 錐形入(rù)口孔闆
1一(yi)環隙;2-夾持(chí)環;3一上遊(yóu)端面A;4-下遊(yóu)端面B;
5-軸線(xian);6-流向;7-取壓(yā)口;8-孔闆;
X-帶(dai)環隙的夾(jia)持環;Y-單獨(dú)取壓口
超(chāo)聲波流量(liang)計的基本(běn)原理及類(lèi)型
超聲波(bo)在流動的(de)流體中傳(chuan)播時就載(zǎi)上流體流(liú)速♈的信息(xi)。因⭐此通過(guò)接收到的(de)超聲波就(jiù)可以檢測(cè)出流體的(de)流速,從而(ér)換🌐算成流(liu)量。根據檢(jiǎn)測的方式(shi),可分爲傳(chuán)播速度🌈差(chà)法、多普勒(le)法、波束偏(piān)移法、噪聲(shēng)法及相關(guān)法等不同(tong)類型的超(chāo)聲波流量(liang)計🧡。起聲波(bō)流♍量計是(shì)近十幾年(nian)來随着集(ji)成電路技(jì)術迅速發(fa)展才開始(shǐ)應用的一(yī)種
非接觸(chu)式儀表,适(shi)于測量不(bú)易接觸和(he)觀察的流(liú)體以及大(da)管徑流量(liàng)。它與水位(wei)計聯動可(kě)進行敞開(kai)水流的流(liú)量測量。使(shi)用超聲🌈波(bo)流量比不(bú)用在流體(ti)中安裝測(ce)量元件故(gu)不會🈲改變(biàn)流體的流(liu)✍️動狀态,不(bu)産生附加(jiā)阻力,儀表(biao)的🔱安裝及(jí)檢修均可(kě)不影響生(sheng)産管線運(yùn)行因而是(shì)一種理想(xiang)的節能型(xing)流量計。
*,目(mù)前的工業(yè)流量測量(liàng)普遍存在(zài)着大管徑(jìng)、大流量測(ce)量困難的(de)🈚問題,這是(shì)因爲一般(bān)流量計随(suí)着測量管(guan)徑的增大(da)會帶來制(zhi)造和運輸(shū)上的困難(nan),造價提💰高(gāo)、能損加大(dà)、安裝不僅(jǐn)這些缺點(diǎn),超聲波流(liú)量計均可(kě)避免。因爲(wei)各類超聲(sheng)波流量計(ji)均可管外(wai)安裝、非接(jie)觸測流,儀(yi)表造價基(jī)本上與被(bei)測管🏃♀️道口(kǒu)徑大小無(wu)關,而其它(ta)類型的流(liu)量計随着(zhe)口徑增加(jia),造價大幅(fu)度增加,故(gù)口徑越大(da)超👈聲波流(liu)量計比相(xiang)同功能🚩其(qi)它類型流(liú)量計的⭕功(gong)能價格比(bǐ)越*。被👄認㊙️爲(wèi)是較好的(de)大管徑🈲流(liu)量測量儀(yí)表,多普勒(lè)法超聲波(bō)流量計可(kě)測雙相介(jie)質的流量(liàng),故可用于(yú)下水道及(jí)排污水💃🏻等(děng)髒污流的(de)☀️測量。在發(fā)電廠中,用(yong)便攜式超(chao)聲波流量(liang)計測量水(shui)輪機進水(shui)量、汽輪機(jī)循環水量(liang)等大管徑(jing)流量,比過(guò)去的皮脫(tuo)管流速計(ji)方便得多(duō)。超聲被💃🏻流(liu)量汁也可(ke)用于氣體(tǐ)測量。管徑(jing)的适用範(fan)圍從2cm到5m,從(cóng)幾米寬的(de)明渠、暗渠(qú)到500m寬的河(he)流都可适(shi)用。
另外,超(chao)聲測量儀(yi)表的流量(liàng)測量準确(que)度幾乎不(bu)受被測流(liú)體✉️溫🐆度、壓(ya)力、粘度、密(mì)度等參數(shù)的影響,又(yòu)可制成👉非(fei)接觸及📱便(biàn)攜式測量(liang)儀表,故可(kě)解決其它(tā)類♊型儀表(biao)所難以測(ce)量的強腐(fǔ)蝕性、非導(dao)電性、放射(shè)性及易燃(rán)易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問題。另(ling)外,鑒于非(fēi)接觸測量(liang)特點,再配(pèi)以合理📐的(de)電子線路(lu),一台儀表(biǎo)可适應多(duo)種管徑測(cè)量和多種(zhǒng)流量範圍(wei)測量。超聲(sheng)波😍流量計(ji)的适應能(neng)力也是💰其(qi)它儀表不(bu)可比拟的(de)。超聲波流(liú)量計具有(you)上述一些(xiē)優點因此(cǐ)它⭐越來越(yue)受到重視(shi)并且向産(chǎn)品系列化(huà)、通用化發(fa)展,現已制(zhì)成✔️不同聲(shēng)道的标準(zhǔn)🏒型、高溫型(xing)、防爆型、濕(shī)式型儀表(biao)以适應不(bú)同介質,不(bú)同場合和(hé)不同管道(dào)條件的流(liú)量測量。
超(chao)聲波流量(liàng)計目前所(suǒ)存在的缺(quē)點主要是(shì)可測流體(ti)的溫🈲度範(fan)圍受超聲(shēng)波換能鋁(lü)及換能器(qi)與管道之(zhī)間的耦合(he)材料耐溫(wen)程度的限(xiàn)制,以及高(gao)溫下被測(ce)流體傳聲(shēng)速度的原(yuan)始數據不(bu)全。目前我(wo)國隻能用(yong)于測量200℃以(yi)下的流體(tǐ)。另外,超聲(sheng)波流量計(jì)的測量線(xiàn)路比一般(bān)流量計複(fú)雜。這是因(yīn)爲,一般工(gōng)業計量中(zhōng)液體的流(liu)速🌂常常是(shì)每秒幾米(mǐ),而聲波在(zài)液體中的(de)傳播速度(du)約爲1500m/s左右(yòu),被測流體(ti)流速(流量(liang))變化帶給(gěi)聲速的變(bian)化量大也(yě)是10-3數量級(jí).若要求測(cè)量流速的(de)準确度爲(wèi)1%,則對聲速(su)的測量準(zhǔn)确度需爲(wèi)10-5~10-6數量級,因(yīn)此必須有(you)完善的測(ce)量線路才(cai)能實現💁,這(zhè)也正是超(chao)聲波流量(liàng)計隻有在(zài)集成電路(lu)技術迅速(sù)發展的前(qian)題✏️下才能(néng)得到實際(jì)應用的原(yuán)因。
超聲波(bo)流量計由(yóu)超聲波換(huan)能器、電子(zi)線路及流(liu)量顯示和(hé)累🤞積系統(tǒng)三部分組(zu)成。超聲波(bo)發射換能(neng)器将電能(neng)轉換爲✂️超(chao)聲波能量(liang),并将其發(fa)射到被測(cè)流體中,接(jie)收器接收(shou)到的超聲(sheng)波信号,經(jing)電子線路(lu)放大并轉(zhuan)換爲代表(biao)流量的電(dian)信号供給(gei)顯示和積(ji)算儀表進(jìn)行顯示和(hé)積算。這樣(yàng)就實現了(le)流量的檢(jiǎn)測⛱️和顯示(shi)。
超聲波流(liu)量計常用(yong)壓電換能(neng)器。它利用(yong)壓電材料(liào)的壓電效(xiào)應,采用适(shi)出的發射(shè)電路把電(diàn)能加到發(fā)射換能器(qi)的壓電元(yuán)件上,使其(qi)産生超聲(sheng)波振勸。超(chāo)聲波以某(mǒu)一角度射(shè)入流體中(zhōng)傳播,然後(hòu)由接收換(huan)能器接收(shou),并經壓電(dian)元件變爲(wèi)電能,以便(bian)檢測。發射(shè)㊙️換能器利(lì)用壓電元(yuán)件的逆壓(yā)電效應,而(ér)接收換能(neng)器則是利(lì)用壓🐉電效(xiao)應。
超聲波(bō)流量計換(huan)能器的壓(ya)電元件常(cháng)做成圓形(xíng)薄片,沿📐厚(hou)度💋振動。薄(báo)片直徑超(chāo)過厚度的(de)10倍,以保證(zheng)振動的方(fāng)向⛱️性。壓電(diàn)元件材料(liào)多采用锆(gào)钛酸鉛。爲(wèi)固定壓電(dian)元件,使超(chao)聲波以合(hé)适的角度(dù)射入到流(liu)體中,需把(bǎ)元件故人(ren)聲楔中,構(gòu)成換能器(qì)整體(又稱(chēng)探👌頭)。聲楔(xie)的材料不(bu)僅要求強(qiáng)度高、耐老(lǎo)化,而且要(yao)求🔴超聲波(bo)經聲楔後(hou)能量損失(shi)小即透射(shè)系數接近(jin)1。常用的聲(shēng)楔材料是(shi)有機玻璃(lí),因爲它透(tòu)明,可以觀(guan)察到♻️聲楔(xie)中壓電元(yuan)件⛹🏻♀️的組裝(zhuāng)情況。另外(wai),某些橡膠(jiāo)、塑😍料及膠(jiao)木⭐也可作(zuo)聲楔☔材料(liao)。
超聲波流(liu)量計的電(dian)子線路包(bāo)括發射、接(jie)收、信号處(chù)理和🙇♀️顯㊙️示(shi)電路。測得(dé)的瞬時流(liú)量和累積(ji)流量值用(yong)🐅數字量或(huò)模拟量顯(xian)示。
根據對(duì)信号檢測(ce)的原理,目(mù)前超聲波(bo)流量計大(da)緻可分傳(chuán)播♻️速度差(cha)法(包括:直(zhí)接時差法(fa)、時差法、相(xiang)位差法、頻(pin)差法)波束(shu)偏移法、多(duō)普勒法、相(xiàng)關法、空間(jiān)濾波法及(jí)噪聲法等(děng)類型,如圖(tú)所示。其中(zhōng)以噪聲法(fa)原理及結(jié)構簡單,便(bian)于測量和(hé)攜帶,價格(gé)便🔱宜但準(zhun)确度較低(dī),适于在流(liú)量測量準(zhǔn)确度要求(qiu)不高的場(chang)合🈲使用。由(you)于直接時(shi)差法、時差(cha)法、頻差法(fǎ)和相位差(cha)法的基本(ben)原理都是(shi)通過測量(liàng)超聲波脈(mo)沖順流和(he)逆🚶♀️流傳報(bao)時速度之(zhī)差來反映(ying)流體的流(liu)速的,故又(yòu)統稱爲傳(chuan)播速度差(chà)法。其中頻(pin)差法和時(shi)差法克服(fu)了聲速随(suí)流體溫度(dù)🛀變化帶來(lái)的誤差,準(zhun)确📞度較高(gao),所以被廣(guang)泛采💁用。按(an)照換能器(qi)的配置方(fāng)法不同,傳(chuán)播🌈速度差(cha)撥又分爲(wèi):Z法(透過法(fǎ))、V法(反射法(fa))、X法(交叉法(fǎ))等。波束偏(piān)移法是利(li)用超聲波(bō)束在☎️流體(tǐ)中的傳播(bo)方🆚向随流(liú)體流速變(bian)化而産生(shēng)偏移來反(fǎn)映流體流(liú)速的,低流(liú)速時,靈敏(mǐn)度很低适(shi)用性不大(dà).多普勒法(fa)是利用聲(shēng)學多普勒(lè)原理,通過(guò)測量不均(jun)勻流體中(zhong)散射體散(san)射的☎️超聲(sheng)波多普
勒(le)頻移來确(que)定流體流(liu)量的,适用(yòng)于含懸浮(fú)顆粒、氣泡(pao)等流體流(liú)量測量。相(xiàng)關法是利(li)用相關技(jì)術測量流(liú)量,原理上(shang),此法的測(cè)量準确度(dù)與流體中(zhōng)的聲速🐕無(wú)關,因💜而與(yu)流體溫度(du),濃度等無(wu)關,因而測(cè)量準确♉度(dù)高,适用範(fan)圍廣。但相(xiàng)關器價格(gé)貴,線路比(bǐ)較複雜。在(zai)微處理機(jī)普及應用(yong)後,這個缺(que)點可以克(ke)服。噪聲🔆法(fǎ)(聽音法)是(shì)利用管道(dào)内流體流(liú)動時産生(sheng)的👈噪聲與(yǔ)流體的流(liú)速有關的(de)原理,通過(guò)檢測噪聲(sheng)表示流速(sù)‼️或流量值(zhi)。其方法👌簡(jiǎn)單,設備價(jia)格便👌宜,但(dan)準确度低(di)。
以上幾種(zhong)方法各有(you)特點,應根(gen)據被測流(liú)體性質.流(liu)速分布🤞情(qíng)況、管路安(ān)裝地點以(yǐ)及對測量(liang)準确度的(de)要求‼️等因(yīn)素進行選(xuan)擇。一般說(shuō)來由于工(gong)業生産中(zhong)工質的✨溫(wen)度常🧑🏾🤝🧑🏼不能(néng)保持恒定(ding),故多采用(yòng)頻差法及(ji)🐉時差法。隻(zhi)有在管徑(jìng)很大時才(cai)采用直接(jie)時差法。對(duì)換能器安(an)裝方法的(de)選擇原則(ze)一般是:當(dang)流體沿管(guǎn)軸平行流(liu)動🆚時,選用(yong)Z法;當流動(dòng)方向與管(guǎn)鈾不平行(hang)或管路安(ān)✌️裝地點使(shi)換能器安(an)裝間隔受(shou)到限制時(shí),采👅用V法或(huò)X法。當流場(chǎng)分布不均(jun1)勻而表前(qián)直管段又(you)較短時,也(ye)可采用多(duō)聲道(例如(rú)雙聲道或(huo)四聲道)來(lái)克服流速(sù)擾動帶來(lái)的流🏃🏻♂️量測(cè)量誤差。多(duo)普勒法适(shì)😍于測量兩(liang)相流,可避(bì)免常🚩規🏃🏻♂️儀(yi)表由懸浮(fú)粒或氣泡(pào)造成的堵(dǔ)塞、磨損、附(fù)着而不能(néng)🧑🏽🤝🧑🏻運行的弊(bi)病,因而得(de)以迅速發(fā)🛀展。随着工(gong)業的發展(zhan)及節能工(gong)作的開展(zhan),煤油混合(hé)(COM)、煤水👣泥合(hé)(CWM)燃料的輸(shu)送和🙇🏻應用(yong)以及燃料(liao)油加水助(zhu)燃等節能(neng)方法的發(fā)⛱️展,都爲多(duō)普勒超聲(sheng)波流量計(ji)應🤞用開辟(pi)廣闊🌈前景(jing)。
流量計的(de)種類很多(duo),一般市場(chang)上用得比(bi)較廣泛的(de)有:電磁流(liú)量計、渦街(jiē)流量計、渦(wo)輪流量計(jì)、孔闆流量(liàng)計、V錐流量(liang)🙇🏻計、金♈屬轉(zhuan)子流量計(jì)、玻璃轉子(zi)流量計、旋(xuan)進旋渦流(liú)量計、橢圓(yuan)齒輪流量(liang)計、均速管(guǎn)流量計、超(chao)📧聲波流量(liàng)計等。它們(men)的安裝條(tiáo)件對直管(guan)段的要求(qiu)♻️V錐流量計(jì)是低,而電(diàn)磁、渦💜街、孔(kong)闆等對直(zhi)管段要求(qiu)🧑🏽🤝🧑🏻就較高,一(yi)般‼️是前5D後(hou)3D,對于流量(liang)計前端有(yǒu)彎頭、閥門(mén)電磁流量(liang)計等的直(zhi)管段♊要求(qiu)就更高,高(gao)要求直管(guǎn)段是前50D後(hou)5D,因此在選(xuan)購流量計(ji)時一定要(yao)考慮流量(liàng)計現場安(ān)裝的環境(jing)、位置等因(yīn)素,從而選(xuǎn)擇更加适(shì)合現場工(gong)礦的流量(liang)計。
現在流(liú)量計所需(xu)要的參數(shù):
1、被測量的(de)介質
2、被測(ce)量介質的(de)溫度
3、被測(ce)量介質的(de)壓力
4、被測(cè)量介質的(de)流量
5、要求(qiú)的測量精(jīng)度
6、現場工(gong)礦情況