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多孔平衡流量计的优化性能与应用

时期:2022-04-30 00:18 点击数:
本文摘要:0章节节流式流量计一般来说也被称作劣压式流量计,迄今为止仍因其生产工艺标准化、用于技术成熟期、适用范围甚广,而被水利、石油、化工等各行各业普遍地应用于,占到流量计用于总数的50%以上。但同时,其测量精度较低、量程比小、上下游加装直管段距离宽、节流装置后所产生的永久压力损失大等诸多严重不足也日益渐贞。 随着新兴仪表测量、生产技术的大大发展,为适应环境各种过程控制对于节流式流量计测量精度及使用性能的更高拒绝,新一代、具备革命性性能突破的节流式流量计,即多孔均衡流量计随之而问世。

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0章节节流式流量计一般来说也被称作劣压式流量计,迄今为止仍因其生产工艺标准化、用于技术成熟期、适用范围甚广,而被水利、石油、化工等各行各业普遍地应用于,占到流量计用于总数的50%以上。但同时,其测量精度较低、量程比小、上下游加装直管段距离宽、节流装置后所产生的永久压力损失大等诸多严重不足也日益渐贞。

随着新兴仪表测量、生产技术的大大发展,为适应环境各种过程控制对于节流式流量计测量精度及使用性能的更高拒绝,新一代、具备革命性性能突破的节流式流量计,即多孔均衡流量计随之而问世。多孔均衡流量计问世之初由美国国家航空航天局马歇尔航空飞行中中心年所应用于航天飞机主发动机的液态氧流量测量,随后因其良好的测量、使用性能被更好行业所熟悉并发展用于。

1工作原理多孔均衡流量计延用了传统孔板流量计的构成形式,由节流装置、传输差压信号的引压管路及测量信号所用的劣压计这3个部分所构成。并精妙地将多孔整流器与传统单孔节流孔板的结构形式、性能特点结合,构成了新型的多孔节流整流器,借以替代原先的单孔孔板作为节流原件加装于流体管道上。多孔节流整流器上每个节流孔的尺寸大小及产于情况都是由特定的公式及测算数据计算出来扣除,故被称作函数孔。

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流量检测时,所测介质在通过多孔节流整流器的同时展开流体整流,增大节流装置后的涡流,构成较平稳的流场,从而使引压管路需要提供到较平稳的差压信号,并更进一步通过伯努利方程计算出来得出结论工艺所须要体积流量、质量流量等流量参数。图1多孔均衡流量计结构原理图Fig.1MorethanonemeterstructurediagramKongPingheng2多孔均衡流量计的性能优化多孔均衡流量计是以传统孔板流量计为基础,转变其节流孔的包含形式,从而很大程度地优化了使用性能。1)均衡流场,提升测量精度传统孔板流量计的节流装置只另设一个圆形节流孔,节流原件与管壁结合处成直角,在流体通过节流孔时,孔两边不会有大面积的“杀区”,从而产生长久的涡流,进而大量消耗流体的动能。

同时,杂乱的涡流所构成的流体波动和噪声也不会让测量的线性度和准确性减少,并且必须较长的直管段来完全恢复流体长时间的压力和流场。多孔均衡流量计的节流装置融合了多孔整流器的整流原理,通过用于仪器的计算出来,使多孔节流整流器可以仅次于程度地增加杀区效应,防止涡流的产生,均衡流场,减少因涡流所引发的信号波动,提升取压点数据的准确性,从而使检测精度从传统孔板流量计的±1%~±2%提升至±0.3%、±0.5%,能更佳的限于于如能量计量、贸易核算等有较高流量测量精度拒绝的场合。2)增大永久压力损失、延长直管段加装距离多孔均衡流量计的节流装置使用了平面式的流通孔布局设计,提高了流体通过的效率,仅次于程度地减少了涡流的构成,增加了流体通过节流装置时导致的流场摩擦及动能的损失,和传统孔板流量计比起,既可取得更加准确的差压信号,又减少了1/3~1/2的永久性的压力损失。

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同时,节流装置后流体压力较慢的稳定完全恢复又可延长流量计加装时所须要的上下游直管段距离。一般来说,多孔均衡流量计的上下游加装直管段只需0.5D~2D,是传统孔板流量计所须要直管段的1/7甚至更加较短,相当大程度上节省了流体测量的管道材料及加装投放成本,这一优势也获得了各行业的普遍接纳。3)量程比长、稳定性更佳多孔均衡流量计类似的多孔节流装置很大程度地提升了流体测量量程比。

美国某机构的实验数据结果显示,多孔均衡流量计常规测量的量程比可以做7:1~10:1,如果函数孔计算出来参数自由选择适合,量程比可以超过30:1甚至更高,这一数据比传统孔板流量计要高达2~7倍。而且,传统孔板流量计的流量系数一般在雷诺数低于4000时才能趋于平稳,在雷诺数较低时不受其影响较小。但多孔均衡流量计的管道内基本无逗留区,其流量系数不受雷诺数的影响较小。

即使在较低雷诺数的测量条件下,多孔均衡流量计的准确性仍然需要获得确保,彻底提高了流量检测时测量精度的稳定性。


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