摘要(yào)：
孔闆流量計
自出(chū)現之日起就作爲(wèi)一種重要的流量(liang)計被廣泛應🌍用，而(er)
錐形流量計
作爲(wèi)一種新型流量計(jì)，也有着其獨有的(de)特點并越來越被(bèi)廣泛應用，詳細介(jiè)紹了這兩種流量(liang)計的特點。
差壓式(shi)流量計
作爲一種(zhong)流量測量儀表，具(jù)有結構簡單，使用(yòng)壽命長，适應⁉️性廣(guang)範等特點，因此被(bèi)廣泛應用于電力(li)、化工、煤炭、冶金、鋼(gang)鐵等行業。據估計(jì)，差壓式流量計約(yue)占流量儀表的60%~70%。錐(zhuī)形流量計作爲20世(shi)紀80年代異軍突起(qǐ)的新興力量，憑借(jie)🧑🏾🤝🧑🏼着其獨特的優勢(shì)，逐漸被市場所接(jiē)納。
1原理介紹
1.1綜述(shu)
錐形流量計（見圖(tu)1）是一種新型的可(ke)測量各種雷諾數(shù)💃的高精🤞度流量計(ji)，滿足各種介質的(de)應用條件要求。其(qi)操作原理🛀🏻同其他(tā)各類型的差壓原(yuan)理相同，都❓是基于(yú)密封管道中的能(néng)量守恒原理。
錐形(xing)流量計在管道中(zhōng)心處懸挂一錐形(xíng)節流件，錐形件阻(zǔ)礙介質的流動，重(zhong)塑流速曲線，在錐(zhuī)形件的下遊可立(li)即形成負壓區，管(guǎn)道上遊的正壓同(tong)經節流件節流後(hòu)的🧡下遊的負壓之(zhi)間有一壓差，将正(zheng)、負壓用取壓口取(qu)出，正壓口位于管(guǎn)道的上遊，負壓口(kou)🔆位于錐體的末端(duan)，通過測量兩者之(zhi)間的差壓，根據伯(bó)努力方程🌈即可計(ji)算出管道中的流(liú)量。錐體位于管線(xiàn)中心，可對所測介(jiè)質的流速曲線進(jìn)行優化，因❓此測量(liàng)精度高，對儀💔表上(shang)、下遊的直管段要(yào)求低。
1.2操作原理
錐(zhui)形流量計是一種(zhǒng)差壓型的流量儀(yí)表，迄今爲止，以差(cha)壓原理設計的流(liú)量儀表已經有一(yī)百多年的應用曆(li)史了。差壓原理就(jiu)是基于密封管道(dào)中的能量轉換原(yuán)理，也就是說穩定(ding)流體、流量🔴同管道(dao)中介質流速的❌平(píng)方根成正比。當壓(yā)力降低時，速度會(huì)增⭕加，當介質接近(jin)錐體時，其壓力爲(wei)P1，在介質通過錐體(tǐ)💜的節流區時，速度(dù)會增加，壓力會降(jiàng)低爲P2，P1和P2都通過錐(zhui)形流量計的取壓(yā)口引到後接的差(cha)壓變送器上，流速(sù)發生變化時，錐形(xíng)流量計的兩個取(qǔ)壓口之間的差壓(ya)值會增大或縮小(xiao)。當流速相同時，若(ruò)節流面🏃♀️積大，則産(chan)生的差壓值也大(da)。β值等于錐體的節(jie)流面🌈積除以管道(dao)内徑的截面積(可(kě)換算成兩者之間(jiān)的直徑比)。
1.3重塑流(liu)速曲線
錐形流量(liang)計在進行流量計(jì)算時所采用的計(ji)算公🏃♀️式同其他差(chà)壓型的流量儀表(biǎo)相同，但節流件的(de)結構同其他儀表(biao)完全不同，是通過(guò)懸挂在管線中心(xīn)的錐形體來實✂️現(xiàn)的。錐體可迫🐇使管(guan)道中心的介質繞(rao)着錐體流動，同其(qí)他傳統類型的差(chà)壓型儀表相㊙️比，這(zhè)樣有很多優點。另(ling)外🌍，如果介質通過(guò)一個很長的管道(dào)，而且在管道中沒(méi)有受到任何阻礙(ai)和幹擾🔞，它的流速(sù)分布就很均勻⭐。
通(tong)過管道直徑上的(de)介質的流速每點(diǎn)都不相同，靠近管(guan)壁的流速幾乎爲(wei)零，管道中心的流(liú)速最大，這是管壁(bì)對🥵介質産生摩擦(ca)造成的。由于錐體(tǐ)懸挂在管線中心(xin)，它直🈚接同流體的(de)高速區接觸，迫使(shi)高速🤟區的流體🙇🏻與(yǔ)低速區的流體相(xiang)混合，從而使流速(sù)均勻化，高速區的(de)流體速度降低。這(zhè)也是爲什麽錐形(xing)流量計能夠測🐪量(liàng)低流速流體的主(zhǔ)要原因。由于其他(tā)類型的差壓型流(liu)量計💔的節流元💔件(jiàn)不與管道中心🥵處(chù)的高速介質相接(jie)觸，在介質流速⭐很(hen)💯低時，就可能沒有(yǒu)差壓信号了。
在一(yī)般工況下，流速很(hen)難均勻分布。管道(dao)上的任何變化❗都(dou)可能對流體造成(cheng)影響，如彎頭、閥門(men)、縮徑、擴徑、泵🌈、三通(tong)🌍等等🏃🏻，對其他儀✌️表(biao)而言，這是一個很(hěn)難解✔️決的問題，而(ér)錐👨❤️👨形流量計的錐(zhui)體對上🥰遊流速分(fèn)布曲線重新進行(hang)塑造，使流速基本(běn)達到理想狀況。
錐(zhui)形流量計可在極(jí)爲惡劣的情況下(xia)使流體分布均勻(yún)（如在💁緊鄰儀表上(shang)遊有單彎管、雙彎(wān)管），以保證獲得較(jiào)高的測量精🐅度。
2錐形流量計的優(you)點及與傳統孔闆(pǎn)流量計的比較
2.1精(jing)度
錐形流量計精(jing)度高：精度可達到(dào)±0.5%。
孔闆流量計精度(du)低：精度基本在±3%以(yǐ)下。
2.2重複性
錐形流(liú)量計重複性好：優(you)于±0.1%。由于錐體對流(liu)速的整形，使流速(sù)達到理想狀态，幹(gàn)擾源少，因此重複(fú)性好😘。
孔闆流量計(jì)依靠直管段對流(liú)體整形，直管段整(zhěng)形隻能達到較爲(wèi)接近流體完全理(lǐ)想狀态，并且孔闆(pan)本身的節流又❄️破(pò)壞🤩流體理想狀态(tai)，因此幹擾源較多(duo)，重複㊙️性差。
2.3安裝要(yao)求
錐形流量計安(ān)裝要求低：前0D~3D、後0D~1D。無(wú)論是泵、壓縮機、閥(fa)門或者彎管（一個(gè)單彎管或兩個不(bu)在一個平面上的(de)雙彎管），對測量精(jīng)度基🏃🏻♂️本都沒有影(ying)響。
孔闆流量計安(ān)裝要求高：一般前(qián)10D、後5D。複雜工況還要(yao)加大到前20D、後💔5D。
2.4長期(qi)穩定性
錐形流量(liàng)計長期穩定性好(hao)：流體流經圓錐體(tǐ)無突然波動，而⁉️是(shi)🚶沿着錐形體形成(chéng)一個邊界層，并引(yin)導流體離開錐體(ti)🤞的後🏒角。所以，錐體(tǐ)夾角不受不清潔(jié)🚩流體的磨損，β值可(ke)長期🔞不變，并保證(zhèng)長期正确測量。
孔(kong)闆流量計長期穩(wen)定性差：由于流體(ti)流經孔闆銳利緣(yuan)口，截流産生高速(su)摩擦，引起孔闆口(kou)磨損，髒污🌈改變🤩孔(kǒng)闆✉️口大小，使β值發(fa)生變化，不能保持(chi)長期正确測量。
2.5信(xin)号穩定性
錐形流(liu)量計信号穩定：“信(xin)号波動”是孔闆的(de)1/10。流體流經流量計(ji)形♻️成非常短的渦(wō)流，這些渦流使流(liu)量計産生高頻🙇🏻低(dī)幅信号，并且信号(hào)在錐體尾部流向(xiàng)中🛀央，相互抵消，因(yin)此幹擾小。
孔闆流(liú)量計信号不穩定(ding)：流體流經平面後(hòu)産生的渦流較長(zhǎng)，這些長渦流使孔(kong)闆産生低頻大幅(fu)度的信号，信号幹(gàn)擾大，會嚴重幹擾(rǎo)差壓讀數的正确(què)率。
2.6壓損和量程
錐(zhuī)形流量計的壓損(sun)低而量程寬：通常(chang)量程比爲15∶1~50∶1。這是因(yīn)爲錐🧑🏾🤝🧑🏼體的流線型(xíng)設計，使壓損大大(da)減小，最小可至0.06kPa。在(zai)所有的差壓流量(liang)計中，隻有錐形流(liu)量計的壓損與文(wén)丘裏接近。由🛀🏻于沒(mei)有銳利的邊緣口(kou),錐形流量計引起(qǐ)的永久🚶♀️性壓力損(sǔn)失恒定且要比孔(kǒng)闆小。同時，極其穩(wěn)定的信号♌使差壓(ya)的量程下限遠比(bǐ)一般差壓流量計(jì)低，因此量程得以(yǐ)向下限擴展，雷諾(nuo)數低至🈲8000仍可保持(chi)信号線性。如果采(cai)用曲線修正，在更(gèng)低的雷諾數條件(jian)下，仍然可測量并(bìng)可保證較好的重(zhong)複性。
孔闆流量計(jì)壓損大、量程小：通(tōng)常量程比爲3∶1~5∶1。這是(shi)由于平面😘阻擋，加(jia)上銳利的邊緣口(kǒu)，因此壓損大，導緻(zhi)了小信号波動大(da)、幹擾大，小量程無(wu)法測量。
2.7β值範圍和(hé)差壓
錐形流量計(jì)的β值範圍寬：錐形(xíng)流量計獨特的幾(jǐ)何🙇🏻形狀允許有廣(guǎng)泛的β值範圍。标準(zhǔn)的β值爲0.450，0.550，0.650，0.750和0.850，并可特(te)🤟定β值，以保證特定(dìng)的差壓輸出且有(yǒu)較大的差壓信号(hao)，滿标尺差壓信号(hào)從㊙️0.1kPa到幾十kPa，保證了(le)測量的正确率。
2.8管(guǎn)線範圍和形式
錐(zhui)形流量計管線範(fan)圍寬：錐形流量計(jì)有兩種基本型式(shi)，即🈲管道型和插入(ru)型。其中管道式錐(zhui)形流量計從1/2”到🍓60”，而(er)插入式錐形☀️流量(liang)計從6”到72”。
2.9髒污的影(ying)響和維護
錐形流(liú)量計無停滞區，長(zhang)期免維護：錐形流(liu)線型徹底吹♈掃式(shi)設計避免了流體(ti)中的殘渣、凝結物(wu)或顆🔴粒的滞留，可(kě)以👅保持❌錐體長期(qī)清潔。由于錐體對(duì)流體整形，加速了(le)管壁流體的流速(sù)，減少了正取壓口(kou)的髒污停留，倒角(jiǎo)的設計，使流體流(liú)經錐體後加速離(li)去，負取壓孔不會(huì)污損。所以，在較長(zhang)的時間内（2年⛷️~3年）無(wú)需維護清洗，可以(yǐ)保證正确測量。
實(shi)踐證明，錐形流量(liang)計在焦爐煤氣、渣(zha)油等特别髒污介(jiè)質🍓的測量中均能(néng)成功使用，并已在(zài)鋼廠焦爐煤氣🈲流(liu)量測量中得到廣(guang)泛使用。
孔闆流量(liàng)計由于是平面阻(zǔ)擋，髒污容易堆積(ji)，一般需3個月清洗(xi)一次，才能較好地(di)保證其精度。
2.10可測(ce)高溫、高壓介質
錐(zhuī)形流量計針對不(bu)同的溫度和壓力(li)，采用不同的材質(zhì)，工作溫度最高可(ke)達700℃，而最大壓力可(ke)達30Mpa。
2.11氣液兩相介質(zhì)（濕氣）
對濕氣（氣體(tǐ)中含有水分）的流(liú)體測量始終是流(liu)量測量中的一個(gè)難點。而錐形流量(liang)計采用獨特的錐(zhuī)體設計，使⭐氣體⭐中(zhong)所含有的大部分(fèn)水份沿錐體從管(guan)道中央溫度較高(gāo)的地方向周圍溫(wen)度較低的地方快(kuai)速移動，從而産生(shēng)凝露，沿錐體向管(guǎn)道底部下滴，由于(yú)錐體對流體整形(xíng)，加速了管壁流體(tǐ)的流速，水份也快(kuai)速💚通👌過，不會在取(qu)壓口産生大量凝(níng)露。所🔞以，氣體含有(yǒu)少量♊水份，對流量(liang)計取壓口産生的(de)幹🈲擾信号少，提高(gāo)了測✏️量正确率。但(dan)是氣體中含水不(bú)超過5%爲好，最多應(ying)不超🚶♀️過10%。
孔闆流量(liàng)計對流體阻擋式(shi)設計，在孔闆中央(yang)産生滴露，同時管(guǎn)壁流體受到阻擋(dang)，流速減慢，正取壓(yā)口附近⭐産生的凝(níng)露會‼️影響取壓信(xìn)号；流體流經孔闆(pan)後産生的渦流，向(xiang)管壁作波動性發(fa)散，影響負取壓口(kou)取壓信🌈号。因此，濕(shi)氣對孔闆的測量(liàng)精度會産生較大(da)的負面🔞影響，從而(ér)影響測量。故而，孔(kǒng)闆及其他方式測(ce)量濕氣往往難以(yǐ)達到預期的效果(guo)。
綜上所述，在可預(yù)見的将來，錐形流(liú)量計必将發揮越(yue)來♈越重要的作用(yòng)。
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