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V锥流量计使用说明书

发布时间:2020-11-12 影响了:

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目录

一、前言………………………………………………………………………2

二、ORBLVCE-V锥流量计的结构……………………………………………2

三、ORBLVCE-V锥流量计的工作原理………………………………………3

四、ORBLVCE-V锥流量计优越性能的机理分析……………………………8

五、ORBLVCE-V垃圾处理器价格锥流量计的主要性能指标与特点…………………………13

六、ORBLVCE-V锥流量计的优缺点…………………………………………14

七、ORBLVCE-V锥流量计的应用范围………………………………………15

八、结论…………………………………………………………………16

九、安装与使用说明…………………………………………………………17

十、ORBLVCE-V锥流量计的计算与选型……………………………………19

十一、售后服务………………………………………………………21

一、前言

以孔板、喷嘴和文丘里管为代表的差压式流量计,作为传统的流量仪表已有近百年的发展应用历史。其优点是已标准化,结构简单牢固,易于加工制造,价格低廉,通用性强。然而孔板、喷嘴等在测量性能和结构上存在着自身结构上的缺陷,即采用中心收缩式来获取差压的方式。如流出系数不稳定,线性差,重复性不高从而影响到准确度不高。孔板入口锐角这个关键部位易磨损,前部易积污,量程比小,压力损失大,特别是十分苛刻的直管段要求在实际使用中很难满足等。V锥流量计的出现打破了沿袭近百年的模式结构,使得节流式差压仪表发生了“质的飞跃”。

V锥流量计源于美国麦克罗米特(McCrometer)公司,因其节流部件呈圆锥形,英文名称为V-Cone Flowmeter即利用同轴安装在管道中的锥形体,迫使流体逐渐从中心收缩到管道内边壁而流过锥形体,通过测量锥形体前后的压差来得到流体的流量正是这个边壁收缩的结构;(见图1)引入我国后被称为V锥流量计。

图1 V锥流量计装置示意图

二、ORBLVCE-V锥流量计的结构

V锥流量计的结构如下图2.1。

1:连接法兰, 2:测量管体, 3:正压接嘴,

4:负压接嘴, 5:负压传导管兼前部支撑,

6:锥形体, 7:负压口,

8:后部支撑, 9:测温套管。

当口径≤DN100时,锥体用负压测量管兼作支撑,当口径≥于DN150时,要在锥体后部再加支撑管架8(并在支撑管开测量孔)。当温压一体型时,需要在后部支撑架前安装测温元件套管9;若采用多参数变送器,则不再需要压力测量点,该变送器差压、压力同时测量并能接受温度信号。

图2.1 锥形流量计结构

三、ORBLVCE-V锥流量计的工作原理

3.1差压流量计的基本原理

总的说来,差压流量计的工作基于如下事实:如果流体流经一个收缩(节流)件时,流体将被加速。这种流体的加速将使它的动能增加,而同时按照能量守恒定律,在流体被加速处它的静压力一定会降低一个相对应的值。能量守恒定律告诉我们:在一个封闭的系统中,流体的总能量是一个常数。为进一步进行定量分析,请参见下图3.1。

在横截面1处,流体的平均流速是V1,其密度是ρ1,管道在横截垃圾处理器价格面1处的横截面积是A1;当流体流过横截面2时,相应的平均流速是V2,密度是ρ2,横截面积是A2,根据流体流动连续性原理有如下关系式:V1·A1·ρ1=V2·A2·ρ2………………(1)

如果流体是液体,可认为在收缩前、后其密度不变,即:

ρ1=ρ2=ρ

所以液体的体积流量:qv=V1·A1=V2·A垃圾处理器价格2…………………(2)

根据别努利方程(能量守恒定律),在水平管道上Z1=Z2,则有如下关系式:

P1+ρ1V12/2=P2+ρ1V22/2……………………(3)

应用别努利方程和流动连续性原理,在两个横截面上则有如下关系式:

图3.1

△P=P1-P2=(ρ1/2)(V22- V12)

由(2)式:V1=(A2/ A1) V2………………(4)

将(4)代入(3)式,并整理,则得:

△P= (ρ1/2)[1-(A2/A1)2] V22

则△P= (ρ1/2)[1-(d/D)4]V22

式中;A1= πD2/4; A2=πd2/4

根据直径比β的定义:β= d/D

由(2)式v2=qv/A2

∴△P= (ρ1/a)[1-β4] (qv2/A22)

这样可推导出以下的理论流量公式:

qv2= (A222△ρ)/[(1-β4) ρ1]

qv=πd2(2△ρ)0.5/[4(1-β4)0.5]

又由于流出系数C的定义是:C=实际流量/理论流量,最后可得出节流式差压流量计普遍适用的实际流量公式:

qv=cεπd2(2△ρ)0.5/{ρ10.5 [4(1-β4)0.5]}………………(5)

质量流量qm=qv·ρ1………………(6)

式中:

ε——被测介质的可膨胀性系数,对于液体ε=1;对气体、蒸气等可压缩流体ε<1;

qv——流体的体积流量,[m3/s];(工况下流体的体积流量);

qm——流体的质量流量,[㎏/S];

d——工作状况下节流件的等效开孔直径,[m](对于孔板是孔径,对于文丘得管是喉径,对于VNZ流量计是等效开孔直径);

△P—差压,△P=P1-P2;[Pa];

ρ1——工作状况下,节流件(前)上游处流体的密度,[㎏/m3];

C——流出系数,[—] 无量纲;

β——直径比[—]无量纲。β=d/D。

对于V锥流量计而言,如果要求有高准确度的测量结果,如要求不确定度是±0.5%的流量值,那么就需要在规定的流量范围和相对应的雷诺数范围内进行校准,即标定出C值。如果±1%到2%的精度是可以接受的,即可使用理论推出的C值。当要求有高精度(约±0.5%)的流量测量结果时,对每一个V锥流量计都需进行与使用对应相同雷诺数范围的单独校准。通常是在制造厂的标准装置上或在可溯源至国家基准的独立实验室中进行校准C系数的工作。当雷诺数Red等于或大于8000时,V锥流量计的重复性为0.1%。

3.2测量原理

以V形锥流量计为代表利用同轴安装在测量管中的V形尖圆锥,将流体逐渐地节流,收缩到管道内壁附近。通过测量此V形锥体前后的差压来实现流量测量。

3.3 V锥流量计的基本原理

V锥式流量计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,P1如图3.2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。

图3.2 V锥流量计装置

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V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锥流量计具有了一系列独特的优点。这种流量计在其节流件的下游只会产生高频低幅的喘流(小涡流),因而差压变送器所测量的差压ΔΡ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。这样只用一个差压变送器就获得很宽的量程比(范围度)(量程比可大于15比1)和很好的重复性,重复性优于±0.1%成为可能。

3.4 V锥流量计技术的特征

所有节流式差压流量计都使用同一形式的数学方程式,普遍适用于计算工况下实际流量的公式,如式(5)、式(6)所示。只是在确定尺寸和具体实现流量方面,各种节流式流量计有某些微小的差别。对于V形锥式节流装置,在公式(5)或公式(6)的流量计算公式中,应采用等效的开孔直径和等效的β值。例如,在如下的公式(5)和公式(6)中,应该用等效值(D2- dv2)取代d2,式中dv—尖圆锥体最大横截面,圆的直径:

qv= cεπd2(2△P/ρ)0.5/{ρ10.5 [4(1-β4)0.5]}………………(5)

qm= cεπd2(2△P·ρ1)0.5/{ [4(1-β4)0.5]}………………(6)

对于V锥流量计,应该用(D2-dV2)取代以上两式中的d2

dV———尖锥体最大横截面,圆的直径,m;

对于V锥流量计应该用一个等效的β值(βV)代入以上的(5)和(6)式取代公式中垃圾处理器价格原有的β值。这个工况下等效的β值—βV,可按如下公式求出:

βv=[(D2- dv2)/ D2]0.5=(D2- dv2)0.5/D………………(7)

式中:D—工况下测量管的内径,m

dv—工况下尖锥体最大横截面处,圆的直径,m

βV—V锥节流装置的等效直径比[—]无量纲;

可按下式计算dV:

dV=D(1-βv2)0.5………………(8)

式中dv和D皆指在工况条件下的尺寸。

与孔板(或喷嘴)类同的节流件等效开孔直径dˊ=βV·D………(9)

3.5 V锥流量计的气体可膨胀性系数ε

如果被测介质是气体,则必须使用气体可膨胀性系数ε来修正别努利方程。这是因为在节流件两端由于压力变化所造成的气体密度ρ的变化并不适用于液体。对于气体,必须用ε乘以C(即用ε来修正流出系数C)。对于V锥流量计的ε的计算公式[5]如下:

ε=1-(0.649+0.696β4)·△P/(k·P1)……………………(10)

式中:

△P-一般指在常用流量下,V锥前后的常用差压;

β—V锥节流装置的等效直径比,即βV;

k—被测介质(可压缩流体)的等熵指数;

P1—工况下节流件(V锥)上游取压孔处可压缩流体的绝对静压Pa;

△P与P1应取相同的压力单位。

对于每一个V锥流量计,在流量公式中所采用的流出系数C是通过流量标定而获得的。C的典型数值范围是0.75~0.85。对于气体或蒸汽介质的可膨胀性系数ε可按式(10)计算。通过精密严格测量得到β值,而后根据具体理论计算出的系数C与实际标定系数C的误差不超过±2%,这一个特点优于涡街流量计。

四、ORBLVCE-V锥流量计优越性能的机理分析

4.1高精度,高分辨率,较宽的量程比。

4.1.1改善速度分布

我们都知道,充满圆管的流体在管道中流动时,由于流体粘性的存在,流体与管壁之间有摩擦力,使得流体的流速沿管半径方向形成一定的梯度。实际上是这样一种状态,在管道中心部位流速最快,越靠近管壁流速越慢,接触管壁处速度接近零。在紊流状态下,速度分布梯度还于雷诺数及管壁粗糙度有关,雷诺数越大,速度分布梯度越小。

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