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都是差壓式流量計(jì),為什么客戶選用v錐流量計(jì)比孔板流量計(jì)的多
閱讀次數(shù)：545 發(fā)布時(shí)間：2019/8/17 8:45:08
都是差壓式流量計(jì),為什么客戶選用v錐流量計(jì)比孔板流量計(jì)的多
孔板流量計(jì)和V錐流量計(jì)同屬于采用流體差壓值進(jìn)行流量測量的流量計(jì)，孔板流量計(jì)問世較早，因?yàn)槠錁?biāo)準(zhǔn)化程度高，生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單易維護(hù)被廣泛應(yīng)用在各類工業(yè)測量場合。比如海洋石油工程中也經(jīng)常會采用孔板流量計(jì)進(jìn)行測量。以采油平臺的測試分離器氣體出口測量為例,由于該介質(zhì)為氣體,一般壓力較高,介質(zhì)成分較復(fù)雜,流量范圍隨著年份變化較大等特點(diǎn),決定了該場合應(yīng)用孔板流量計(jì)最為合適，近年來一種可更換的孔板流量計(jì)克服了以前孔板流量計(jì)低量程比的缺點(diǎn)得到用戶的喜愛。不過，因?yàn)榭筛鼡Q的孔板價(jià)格較高，其價(jià)格甚至在某些型號中過到同口徑產(chǎn)品的幾倍以上，采購成本較高。有沒有一種更具優(yōu)勢的產(chǎn)品來予以替代呢，答案就是V錐流量計(jì)，為什么這么說，下文將作詳細(xì)說明。
一、V錐流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
V錐流量計(jì)是從2000年左右才在中國國內(nèi)出現(xiàn)的流量計(jì)。其工作原理和孔板流量計(jì)相同。介質(zhì)通過V錐時(shí),由于阻流件V錐的存在,使得流體的流過面積發(fā)生變化,流速發(fā)生變化,根據(jù)伯努利方程,流速變化引起了壓力的變化,該壓力的變化與流速之間有一定的關(guān)系。通過測量該壓力差達(dá)到測量流量的目的。雖然與孔板原理一樣,但是最本質(zhì)的區(qū)別在于孔板為中心收縮型節(jié)流裝置,而V錐為邊壁收縮型節(jié)流裝置。
眾所周知,測量范圍窄是制約孔板使用的主要原因。測量范圍窄的主要原因是:孔板的流量系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化而變化較大,孔板的突然節(jié)流導(dǎo)致孔板后發(fā)生比較大的漩渦,該漩渦的存在直接導(dǎo)致信號噪聲比較大,從而限制了它的測量范圍。而V錐流量計(jì)克服了以上缺點(diǎn)。
如圖1所示,V錐流量傳感器是由與管道同軸的內(nèi)部節(jié)流件V錐和取壓裝置組成的,流體經(jīng)過時(shí)并不是像孔板那樣突然改變流體的流動(dòng)狀態(tài),而是介質(zhì)隨著錐體的方向向邊壁收縮,該錐體起到了調(diào)整介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的作用,重塑了流束曲線,使流體的流動(dòng)更加穩(wěn)定。而且由于慣性力的存在,介質(zhì)經(jīng)過V錐的邊緣時(shí)并不直接沖刷錐體邊緣,因此V錐的 如圖1所示,V錐流量傳感器是由與管道同軸的內(nèi)部節(jié)流件V錐和取壓裝置組成的,流體經(jīng)過時(shí)并不是像孔板那樣突然改變流體的流動(dòng)狀態(tài),而是介質(zhì)隨著錐體的方向向邊壁收縮,該錐體起到了調(diào)整介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的作用,重塑了流束曲線,使流體的流動(dòng)更加穩(wěn)定。而且由于慣性力的存在,介質(zhì)經(jīng)過V錐的邊緣時(shí)并不直接沖刷錐體邊緣,因此V錐的源。即使不考慮整流器,在同一流量下,V錐的壓力損失一般也只有孔板的1 /2～1 /3。
1. 4 精度高
由于V錐結(jié)構(gòu)無可動(dòng)部件,使得V錐具有很好的重復(fù)性,一般小于0. 1%。由于量程比寬,即它的線性度好, 從而使其精度較高。根據(jù)GB17167 -2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》規(guī)定,用于能源計(jì)量的流量計(jì)準(zhǔn)確度等級要求為:煤氣和天然氣為2. 0級。所以在測試分離器出口的氣體測量中,在10∶1的量程范圍內(nèi), V錐加上差壓變送器及二次表的總體誤差不會低于1. 5級,完全能滿足計(jì)量要求。
1. 5 長期性能好
由于錐體的輪廓形狀限制了介質(zhì)的流動(dòng),流體沿著錐體形成了邊界層,這意味著錐體的邊緣不容易受不清潔的流體磨損,從而使開孔比β保持不變,使得流量計(jì)可以在很長時(shí)間內(nèi)保持精度而不必校驗(yàn)。
二、V錐流量計(jì)的缺點(diǎn)
雖然V錐流量計(jì)有很多的優(yōu)點(diǎn),但是它還是存在一些不足之處。
2. 1 需要標(biāo)定
孔板是唯一通過保證幾何尺寸就可以保證其測量精度的流量計(jì)。而V錐屬于新型的流量計(jì),雖然眾多的廠家及科研人員做了大量的實(shí)驗(yàn),但迄今為止V錐流量計(jì)可依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)有限,而且由于機(jī)密性和專利的限制,現(xiàn)已公布的有關(guān)V錐流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可利用的文獻(xiàn)較為缺乏。各個(gè)生產(chǎn)廠商依據(jù)企標(biāo)來生產(chǎn),可以說產(chǎn)品魚龍混雜,并不是每個(gè)廠商的產(chǎn)品都可靠。由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)不充分,使得每臺V錐流量計(jì)出廠時(shí)都必須經(jīng)過嚴(yán)格的標(biāo)定。從而也增加其費(fèi)用。
2. 2 售價(jià)較高
同種規(guī)格的V 錐流量計(jì)的價(jià)格要高于孔板流量計(jì),但低于可更換孔板流量計(jì)。由于V錐的用料多、加工工藝復(fù)雜、標(biāo)定費(fèi)用高,使得其售價(jià)較高。但是在考慮流量計(jì)時(shí),初次購買價(jià)及安裝費(fèi)用、儀表的可靠性、長期維護(hù)費(fèi)用、永久壓力損失等綜合因素的總評才是選取流量計(jì)的依據(jù),只有綜合考慮并權(quán)衡了以上這些重要因素,才能做到合理選型。如前所述,V錐流量計(jì)除了在初次購買費(fèi)用上高于孔板流量計(jì)外,其他的費(fèi)用應(yīng)該與孔板流量計(jì)持平或低于孔板流量計(jì)。尤其是在補(bǔ)償壓力損失所需要的耗能方面,V錐流量計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于孔板流量計(jì)。所以從長遠(yuǎn)考慮,使用V錐流量計(jì)的綜合費(fèi)用要低于孔板流量計(jì)。
使用可更換孔板的目的就是為了提高孔板的量程比。但是其價(jià)格昂貴。如果給V錐流量計(jì)配兩臺不同量程的變送器（壓力變送器、差壓變送器）,那么其量程比的擴(kuò)展要遠(yuǎn)大于可更換孔板流量計(jì),而其價(jià)格要遠(yuǎn)低于可更換孔板。
2. 3 差壓較低
由于V錐流量計(jì)的流出系數(shù)要大于孔板流量計(jì)的流出系數(shù),使得相同流量時(shí)孔板的差壓值要高于V錐的差壓值。孔板流量計(jì)的變送器一般都是用中差壓表,V錐流量計(jì)一般用低差壓表。
三、結(jié)論
綜上所述可知,在很多場合用V錐流量計(jì)代替孔板流量計(jì),應(yīng)該是利大于弊。對于文中開頭例舉的海洋平臺測試分離器出口的氣體測量,我們認(rèn)為選擇孔板流量計(jì)或可更換孔板流量計(jì)并不是最佳選擇。V錐流量計(jì)應(yīng)該更適合于該工況。當(dāng)然對于其他工況還需要具體問題具體分析,不能一概而論。謝謝
孔板流量計(jì)和V錐流量計(jì)同屬于采用流體差壓值進(jìn)行流量測量的流量計(jì)，孔板流量計(jì)問世較早，因?yàn)槠錁?biāo)準(zhǔn)化程度高，生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單易維護(hù)被廣泛應(yīng)用在各類工業(yè)測量場合。比如海洋石油工程中也經(jīng)常會采用孔板流量計(jì)進(jìn)行測量。以采油平臺的測試分離器氣體出口測量為例,由于該介質(zhì)為氣體,一般壓力較高,介質(zhì)成分較復(fù)雜,流量范圍隨著年份變化較大等特點(diǎn),決定了該場合應(yīng)用孔板流量計(jì)最為合適，近年來一種可更換的孔板流量計(jì)克服了以前孔板流量計(jì)低量程比的缺點(diǎn)得到用戶的喜愛。不過，因?yàn)榭筛鼡Q的孔板價(jià)格較高，其價(jià)格甚至在某些型號中過到同口徑產(chǎn)品的幾倍以上，采購成本較高。有沒有一種更具優(yōu)勢的產(chǎn)品來予以替代呢，答案就是V錐流量計(jì)，為什么這么說，下文將作詳細(xì)說明。
一、V錐流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
V錐流量計(jì)是從2000年左右才在中國國內(nèi)出現(xiàn)的流量計(jì)。其工作原理和孔板流量計(jì)相同。介質(zhì)通過V錐時(shí),由于阻流件V錐的存在,使得流體的流過面積發(fā)生變化,流速發(fā)生變化,根據(jù)伯努利方程,流速變化引起了壓力的變化,該壓力的變化與流速之間有一定的關(guān)系。通過測量該壓力差達(dá)到測量流量的目的。雖然與孔板原理一樣,但是最本質(zhì)的區(qū)別在于孔板為中心收縮型節(jié)流裝置,而V錐為邊壁收縮型節(jié)流裝置。
眾所周知,測量范圍窄是制約孔板使用的主要原因。測量范圍窄的主要原因是:孔板的流量系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化而變化較大,孔板的突然節(jié)流導(dǎo)致孔板后發(fā)生比較大的漩渦,該漩渦的存在直接導(dǎo)致信號噪聲比較大,從而限制了它的測量范圍。而V錐流量計(jì)克服了以上缺點(diǎn)。
如圖1所示,V錐流量傳感器是由與管道同軸的內(nèi)部節(jié)流件V錐和取壓裝置組成的,流體經(jīng)過時(shí)并不是像孔板那樣突然改變流體的流動(dòng)狀態(tài),而是介質(zhì)隨著錐體的方向向邊壁收縮,該錐體起到了調(diào)整介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的作用,重塑了流束曲線,使流體的流動(dòng)更加穩(wěn)定。而且由于慣性力的存在,介質(zhì)經(jīng)過V錐的邊緣時(shí)并不直接沖刷錐體邊緣,因此V錐的 如圖1所示,V錐流量傳感器是由與管道同軸的內(nèi)部節(jié)流件V錐和取壓裝置組成的,流體經(jīng)過時(shí)并不是像孔板那樣突然改變流體的流動(dòng)狀態(tài),而是介質(zhì)隨著錐體的方向向邊壁收縮,該錐體起到了調(diào)整介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的作用,重塑了流束曲線,使流體的流動(dòng)更加穩(wěn)定。而且由于慣性力的存在,介質(zhì)經(jīng)過V錐的邊緣時(shí)并不直接沖刷錐體邊緣,因此V錐的源。即使不考慮整流器,在同一流量下,V錐的壓力損失一般也只有孔板的1 /2～1 /3。
1. 4 精度高
由于V錐結(jié)構(gòu)無可動(dòng)部件,使得V錐具有很好的重復(fù)性,一般小于0. 1%。由于量程比寬,即它的線性度好, 從而使其精度較高。根據(jù)GB17167 -2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》規(guī)定,用于能源計(jì)量的流量計(jì)準(zhǔn)確度等級要求為:煤氣和天然氣為2. 0級。所以在測試分離器出口的氣體測量中,在10∶1的量程范圍內(nèi), V錐加上差壓變送器及二次表的總體誤差不會低于1. 5級,完全能滿足計(jì)量要求。
1. 5 長期性能好
由于錐體的輪廓形狀限制了介質(zhì)的流動(dòng),流體沿著錐體形成了邊界層,這意味著錐體的邊緣不容易受不清潔的流體磨損,從而使開孔比β保持不變,使得流量計(jì)可以在很長時(shí)間內(nèi)保持精度而不必校驗(yàn)。
二、V錐流量計(jì)的缺點(diǎn)
雖然V錐流量計(jì)有很多的優(yōu)點(diǎn),但是它還是存在一些不足之處。
2. 1 需要標(biāo)定
孔板是唯一通過保證幾何尺寸就可以保證其測量精度的流量計(jì)。而V錐屬于新型的流量計(jì),雖然眾多的廠家及科研人員做了大量的實(shí)驗(yàn),但迄今為止V錐流量計(jì)可依據(jù)的國家標(biāo)準(zhǔn)有限,而且由于機(jī)密性和專利的限制,現(xiàn)已公布的有關(guān)V錐流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可利用的文獻(xiàn)較為缺乏。各個(gè)生產(chǎn)廠商依據(jù)企標(biāo)來生產(chǎn),可以說產(chǎn)品魚龍混雜,并不是每個(gè)廠商的產(chǎn)品都可靠。由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)不充分,使得每臺V錐流量計(jì)出廠時(shí)都必須經(jīng)過嚴(yán)格的標(biāo)定。從而也增加其費(fèi)用。
2. 2 售價(jià)較高
同種規(guī)格的V 錐流量計(jì)的價(jià)格要高于孔板流量計(jì),但低于可更換孔板流量計(jì)。由于V錐的用料多、加工工藝復(fù)雜、標(biāo)定費(fèi)用高,使得其售價(jià)較高。但是在考慮流量計(jì)時(shí),初次購買價(jià)及安裝費(fèi)用、儀表的可靠性、長期維護(hù)費(fèi)用、永久壓力損失等綜合因素的總評才是選取流量計(jì)的依據(jù),只有綜合考慮并權(quán)衡了以上這些重要因素,才能做到合理選型。如前所述,V錐流量計(jì)除了在初次購買費(fèi)用上高于孔板流量計(jì)外,其他的費(fèi)用應(yīng)該與孔板流量計(jì)持平或低于孔板流量計(jì)。尤其是在補(bǔ)償壓力損失所需要的耗能方面,V錐流量計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于孔板流量計(jì)。所以從長遠(yuǎn)考慮,使用V錐流量計(jì)的綜合費(fèi)用要低于孔板流量計(jì)。
使用可更換孔板的目的就是為了提高孔板的量程比。但是其價(jià)格昂貴。如果給V錐流量計(jì)配兩臺不同量程的變送器（壓力變送器、差壓變送器）,那么其量程比的擴(kuò)展要遠(yuǎn)大于可更換孔板流量計(jì),而其價(jià)格要遠(yuǎn)低于可更換孔板。
2. 3 差壓較低
由于V錐流量計(jì)的流出系數(shù)要大于孔板流量計(jì)的流出系數(shù),使得相同流量時(shí)孔板的差壓值要高于V錐的差壓值。孔板流量計(jì)的變送器一般都是用中差壓表,V錐流量計(jì)一般用低差壓表。
三、結(jié)論
綜上所述可知,在很多場合用V錐流量計(jì)代替孔板流量計(jì),應(yīng)該是利大于弊。對于文中開頭例舉的海洋平臺測試分離器出口的氣體測量,我們認(rèn)為選擇孔板流量計(jì)或可更換孔板流量計(jì)并不是最佳選擇。V錐流量計(jì)應(yīng)該更適合于該工況。當(dāng)然對于其他工況還需要具體問題具體分析,不能一概而論。謝謝
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