摘要(yao)： 孔闆流(liú)量計 自(zi)出現之(zhī)日起就(jiù)作爲一(yī)種重要(yao)的流量(liàng)計被廣(guǎng)泛應用(yong)，而 錐形(xing)流量計(jì) 作爲一(yi)種新型(xíng)流量計(ji)，也有着(zhe)其獨有(you)的特點(dian)并越來(lái)越被廣(guang)泛應用(yòng)，詳細介(jiè)紹了這(zhe)兩種流(liú)量計的(de)特點。
　　 差(cha)壓式流(liú)量計 作(zuò)爲一種(zhong)流量測(cè)量儀表(biao)，具有結(jié)構簡單(dān)，使用壽(shòu)命✂️長，适(shi)應🌈性廣(guang)範等特(te)點，因此(ci)被廣泛(fàn)應用于(yu)電力、化(huà)📞工、煤炭(tàn)、冶金、鋼(gāng)鐵等行(hang)業✔️。據估(gu)計，差壓(ya)式流量(liang)計約占(zhan)流量儀(yi)表的60%~70%。錐(zhui)形流量(liang)計作爲(wei)20世紀80年(nian)代異軍(jun1)突🐉起的(de)新興力(li)量，憑借(jiè)着其獨(du)特的優(you)勢，逐漸(jian)被市場(chǎng)所接納(nà)。
1原理介(jie)紹
1.1綜述(shù)
　　錐形流(liú)量計（見(jiàn)圖1）是一(yi)種新型(xíng)的可測(ce)量各種(zhong)雷諾數(shù)的高精(jīng)度流量(liàng)計，滿足(zú)各種介(jiè)質的應(ying)用條件(jiàn)要求。其(qi)操作原(yuán)理同其(qi)他各類(lèi)型的差(cha)壓原理(lǐ)相同，都(dōu)是基于(yú)密封管(guǎn)🚶道中的(de)能量守(shǒu)🛀恒原理(lǐ)。
　　錐形流(liú)量計在(zai)管道中(zhong)心處懸(xuan)挂一錐(zhui)形節流(liu)件，錐形(xing)件阻礙(ài)👅介質的(de)流動，重(zhong)塑流速(su)曲線，在(zai)錐形件(jiàn)的下遊(you)可立即(jí)形成負(fu)壓區，管(guǎn)道上遊(you)的正壓(ya)同經節(jie)流件節(jiē)🚶流後的(de)下遊的(de)負壓之(zhi)🛀🏻間有一(yī)壓差，将(jiāng)正、負壓(ya)用取壓(ya)口取出(chū)，正壓口(kǒu)位于管(guǎn)道的上(shang)👅遊，負壓(yā)口位于(yu)錐體的(de)末端，通(tong)過測量(liàng)兩者之(zhī)間的差(cha)壓，根據(ju)伯努力(li)方程即(ji)可計算(suan)出管道(dào)中的流(liú)量。錐體(ti)位于管(guan)線中心(xin)，可對所(suǒ)⛷️測介質(zhì)的流速(su)曲線進(jìn)行優化(huà)，因♈此🈲測(ce)量精度(du)高，對儀(yi)表上、下(xia)遊的直(zhi)管段要(yao)求低。
1.2操(cao)作原理(lǐ)
　　錐形流(liu)量計是(shi)一種差(chà)壓型的(de)流量儀(yí)表，迄今(jin)爲止，以(yǐ)差壓原(yuan)理設計(jì)的流量(liàng)儀表已(yi)經有一(yi)百多年(nián)的應用(yong)🔞曆史了(le)。差壓原(yuán)理就是(shi)基于密(mi)封管道(dào)中的能(néng)量轉換(huan)原理，也(ye)就是說(shuo)穩定流(liu)體、流量(liang)同管道(dao)中介質(zhi)流速的(de)平方根(gen)成正比(bǐ)。當壓力(li)降低時(shí)，速度會(huì)增加，當(dang)介質接(jie)近錐體(tǐ)時，其壓(yā)力爲P1，在(zài)介💯質通(tōng)過錐體(ti)的節流(liú)區時，速(sù)度會增(zēng)加，壓力(li)會降低(di)爲P2，P1和P2都(dōu)通過錐(zhuī)形流量(liang)❗計的取(qu)壓口引(yǐn)到後接(jiē)的♍差壓(yā)變送器(qi)上，流速(sù)發生變(bian)化時，錐(zhui)形流量(liang)計的兩(liǎng)個取壓(ya)口之間(jian)🎯的差壓(yā)值會增(zēng)大或縮(suo)小。當流(liú)速相同(tong)時，若節(jie)🌂流面🎯積(jī)大，則産(chǎn)生的差(chà)壓值也(ye)大。β值等(deng)于錐體(tǐ)的節流(liú)面🔞積除(chu)以管道(dào)内徑的(de)截面積(jī)🌈(可換算(suan)成兩者(zhe)之間的(de)直徑比(bi))。
1.3重塑流(liu)速曲線(xiàn)
　　錐形流(liu)量計在(zài)進行流(liú)量計算(suan)時所采(cǎi)用的計(jì)算公㊙️式(shi)同其他(ta)差壓型(xíng)的流量(liàng)儀表相(xiàng)同，但節(jiē)流件的(de)結構同(tóng)其他❓儀(yi)表完全(quán)不同，是(shì)通過懸(xuán)挂在管(guan)線中心(xin)的錐形(xíng)體來實(shí)現的。錐(zhui)體可迫(po)使管道(dào)中心的(de)介質☔繞(rao)着錐體(tǐ)流動，同(tóng)其他傳(chuán)統類型(xing)的差壓(ya)型儀表(biǎo)相比，這(zhe)樣有很(hen)多優點(diǎn)。另外，如(ru)果介質(zhi)通過一(yi)個很長(zhang)的管道(dào)，而且在(zài)管道中(zhōng)沒有受(shòu)🐅到任何(he)阻礙和(hé)幹擾，它(tā)的流速(su)分布就(jiù)很均勻(yun)。
　　通過管(guan)道直徑(jing)上的介(jiè)質的流(liu)速每點(diǎn)都不相(xiàng)同，靠近(jìn)管🛀🏻壁的(de)流‼️速幾(ji)乎爲零(ling)，管道中(zhong)心的流(liu)速最大(da)，這是管(guan)壁對介(jie)質産生(shēng)摩擦造(zao)成的。由(you)于錐體(ti)懸挂在(zài)管線中(zhōng)心，它直(zhí)接同流(liú)體的高(gao)速區接(jiē)觸，迫使(shǐ)高速區(qu)的流體(ti)與低速(sù)區的流(liú)體相混(hùn)合，從而(er)使流速(sù)均勻化(huà)，高速區(qū)的流體(ti)速度降(jiàng)低。這也(ye)是爲什(shí)麽錐形(xing)流量計(jì)能夠測(cè)♌量低流(liú)速流體(ti)的主要(yào)原因。由(you)🚶于其他(tā)類型的(de)差壓型(xing)流量計(jì)的節流(liu)元件不(bú)與管道(dao)中心處(chù)的高速(su)介質相(xiàng)接觸，在(zai)介質流(liú)速很低(dī)時，就可(ke)能沒有(yǒu)差壓信(xin)号了。
　　在(zài)一般工(gong)況下，流(liú)速很難(nán)均勻分(fèn)布。管道(dào)上的任(ren)何變化(huà)都🙇‍♀️可能(néng)對流體(tǐ)造成影(yǐng)響，如彎(wan)頭、閥門(men)、縮徑、擴(kuò)徑、泵、三(sān)通等等(deng)，對其♻️他(tā)儀表而(er)言，這是(shì)一個很(hěn)難解❄️決(jue)的問題(tí)，而錐形(xíng)流量計(ji)的錐♊體(ti)對上遊(you)流速分(fen)布曲線(xiàn)重新進(jìn)行塑造(zào)，使流速(sù)基本達(da)到理想(xiang)狀況。
　　錐(zhui)形流量(liàng)計可在(zai)極爲惡(e)劣的情(qing)況下使(shi)流體分(fèn)布🤟均勻(yun)（如😄在✏️緊(jin)鄰儀表(biǎo)上遊有(yǒu)單彎管(guan)、雙彎管(guǎn)），以保證(zhèng)獲得較(jiao)高的測(ce)量精度(dù)。


2錐(zhuī)形流量(liang)計的優(yōu)點及與(yu)傳統孔(kong)闆流量(liàng)計的比(bi)較
2.1精度(dù)
錐形流(liú)量計精(jīng)度高：精(jīng)度可達(da)到±0.5%。
孔闆(pǎn)流量計(jì)精度低(dī)：精度基(ji)本在±3%以(yǐ)下。
2.2重複(fu)性
　　錐形(xíng)流量計(jì)重複性(xìng)好：優于(yu)±0.1%。由于錐(zhui)體對流(liu)速的整(zhěng)🈲形，使流(liú)速達💜到(dào)理想狀(zhuàng)态，幹擾(rǎo)源少，因(yīn)此重複(fu)性好。
　　孔(kong)闆流量(liàng)計依靠(kao)直管段(duan)對流體(tǐ)整形，直(zhí)管段整(zhěng)形隻能(néng)⭕達到較(jiao)爲接近(jin)流體完(wán)全理想(xiang)狀态，并(bìng)且孔闆(pǎn)本身💔的(de)節流又(you)破壞流(liú)體💯理想(xiang)狀态，因(yīn)此幹擾(rǎo)源較📱多(duo)，重複性(xing)差。
2.3安裝(zhuang)要求
　　錐(zhui)形流量(liàng)計安裝(zhuang)要求低(dī)：前0D~3D、後0D~1D。無(wu)論是泵(beng)、壓縮機(ji)、閥門或(huò)者✍️彎管(guǎn)（一個單(dan)彎管或(huò)兩個不(bú)在一個(gè)平面上(shang)的雙彎(wan)管），對測(ce)量精度(du)基本都(dōu)沒有影(yǐng)響。
　　孔闆(pan)流量計(jì)安裝要(yào)求高：一(yī)般前10D、後(hou)5D。複雜工(gōng)況還要(yao)加大到(dao)🚶前20D、後5D。
2.4長(zhǎng)期穩定(ding)性
　　錐形(xíng)流量計(ji)長期穩(wěn)定性好(hǎo)：流體流(liú)經圓錐(zhuī)體無突(tū)然波♍動(dong)，而是沿(yan)着錐形(xing)體形成(chéng)一個邊(bian)界層，并(bìng)引導♌流(liú)體離開(kai)錐體的(de)後🐅角。所(suǒ)以，錐體(ti)夾角不(bú)受不清(qīng)潔流體(ti)的磨損(sun)，β值可長(zhǎng)期不變(biàn)，并保證(zhèng)長期正(zhèng)确測量(liàng)。
　　孔闆流(liu)量計長(zhǎng)期穩定(ding)性差：由(you)于流體(ti)流經孔(kǒng)闆銳利(lì)緣口，截(jié)流産生(sheng)高速摩(mo)擦，引起(qǐ)孔闆口(kou)磨損，髒(zang)污🌈改變(bian)孔闆💛口(kǒu)大小，使(shi)β值發生(sheng)變化，不(bu)能保持(chi)長期正(zhèng)确測量(liàng)。
2.5信号穩(wěn)定性
　　錐(zhui)形流量(liang)計信号(hao)穩定：“信(xìn)号波動(dong)”是孔闆(pǎn)的1/10。流體(ti)流經流(liú)❓量計形(xing)成非常(chang)短的渦(wo)流，這些(xie)渦流使(shǐ)流量計(jì)産生高(gao)頻低幅(fu)信号🌈，并(bing)且信号(hào)在錐體(tǐ)尾部流(liú)向中👌央(yang)，相互🈲抵(dǐ)消，因此(cǐ)幹擾小(xiǎo)。
　　孔闆流(liú)量計信(xìn)号不穩(wen)定：流體(tǐ)流經平(ping)面後産(chan)生的渦(wō)流較長(zhang)，這些長(zhang)渦流使(shǐ)孔闆産(chan)生低頻(pín)大幅度(du)的信号(hao)，信号幹(gàn)擾大，會(hui)嚴重幹(gàn)擾差壓(ya)讀數的(de)正确率(lü)。
2.6壓損和(he)量程
　　錐(zhui)形流量(liang)計的壓(yā)損低而(ér)量程寬(kuan)：通常量(liang)程比爲(wèi)15∶1~50∶1。這♌是因(yīn)爲😘錐體(ti)的流線(xiàn)型設計(ji)，使壓損(sun)大大減(jiǎn)小，最小(xiao)可至😘0.06kPa。在(zai)所有的(de)差壓流(liu)量計中(zhōng)，隻有錐(zhui)形流量(liàng)計的壓(yā)損與🔞文(wen)丘裏☎️接(jie)近。由于(yu)沒有👄銳(rui)利的邊(biān)緣口,錐(zhui)形流量(liang)計引起(qi)的永久(jiu)性壓力(lì)損失恒(heng)定且要(yào)比孔闆(pan)🔞小。同時(shi)，極其穩(wen)定的信(xin)号使差(cha)壓的量(liang)程下限(xiàn)遠比一(yī)般差壓(ya)流量計(ji)低，因此(cǐ)量程得(de)以向下(xia)限擴📧展(zhǎn)，雷諾數(shu)低至8000仍(réng)可保🔱持(chi)信号🐪線(xian)性。如果(guǒ)采用曲(qǔ)線修正(zhèng)，在更低(di)的雷諾(nuo)數條件(jian)下，仍然(ran)可測量(liang)并可保(bao)證較好(hǎo)的重複(fú)🌈性。
　　孔闆(pǎn)流量計(jì)壓損大(da)、量程小(xiao)：通常量(liang)程比爲(wei)3∶1~5∶1。這是由(yóu)于平面(miàn)阻擋，加(jia)上銳利(li)的邊緣(yuan)口，因此(ci)壓損大(dà)，導緻了(le)小信号(hao)波動🥵大(da)、幹✂️擾大(da)，小量程(chéng)無法測(cè)量。
2.7β值範(fan)圍和差(chà)壓
　　錐形(xing)流量計(jì)的β值範(fan)圍寬：錐(zhui)形流量(liang)計獨特(te)的幾何(hé)形狀允(yun)許有廣(guǎng)泛的β值(zhi)範圍。标(biao)準的β值(zhi)爲0.450，0.550，0.650，0.750和0.850，并(bing)可特定(dìng)β值🥵，以保(bǎo)證特定(dìng)的差壓(ya)輸出且(qiě)有較大(da)的差壓(ya)信号，滿(mǎn)标🏃‍♀️尺差(cha)壓信号(hao)從0.1kPa到幾(ji)十kPa，保證(zheng)了測量(liang)的正确(que)率。
2.8管線(xiàn)範圍和(he)形式
　　錐(zhuī)形流量(liang)計管線(xian)範圍寬(kuān)：錐形流(liu)量計有(you)兩種基(jī)本型式(shì)，即管道(dao)🌈型和插(cha)入型。其(qí)中管道(dao)式錐形(xing)流量計(ji)從1/2”到㊙️60”，而(er)插入式(shì)🌍錐形流(liu)量計從(cong)6”到72”。
2.9髒污(wu)的影響(xiǎng)和維護(hu)
　　錐形流(liu)量計無(wu)停滞區(qū)，長期免(mian)維護：錐(zhui)形流線(xian)型徹底(dǐ)吹掃式(shi)設計避(bì)免了流(liu)體中的(de)殘渣、凝(níng)結物或(huò)顆粒的(de)滞留，可(ke)以保持(chí)錐體長(zhang)期清潔(jie)。由于錐(zhui)體對流(liú)體整形(xíng)🏃🏻‍♂️，加速了(le)管壁流(liú)體的流(liú)速，減少(shǎo)了正取(qu)壓口🍓的(de)髒污停(ting)留，倒角(jiǎo)的設計(ji)，使流體(tǐ)流經錐(zhui)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼體後加(jiā)速離去(qu)，負取壓(ya)孔不會(huì)污損。所(suǒ)以，在較(jiào)長的時(shi)間内（2年(nian)~3年）無需(xū)維護清(qing)洗，可以(yi)保證正(zhèng)确測量(liang)。
　　實踐證(zhèng)明，錐形(xíng)流量計(jì)在焦爐(lu)煤氣、渣(zha)油等特(te)别髒😘污(wu)🔴介質的(de)🐪測量中(zhong)均能成(chéng)功使用(yòng)，并已在(zai)鋼廠焦(jiao)爐煤氣(qì)流量測(ce)量中得(de)到廣泛(fàn)使用。
　　孔(kǒng)闆流量(liàng)計由于(yú)是平面(miàn)阻擋，髒(zāng)污容易(yì)堆積，一(yī)般需3個(ge)月清🏃洗(xǐ)一次，才(cai)能較好(hao)地保證(zhèng)其精度(dù)。
2.10可測高(gāo)溫、高壓(ya)介質
　　錐(zhuī)形流量(liàng)計針對(duì)不同的(de)溫度和(hé)壓力，采(cǎi)用不同(tóng)的材質(zhi)🔞，工作🌏溫(wen)度最高(gāo)可達700℃，而(ér)最大壓(ya)力可達(da)30Mpa。
2.11氣液兩(liang)相介質(zhi)（濕氣）
　　對(duì)濕氣（氣(qi)體中含(han)有水分(fèn)）的流體(ti)測量始(shi)終是流(liú)量測量(liang)🌂中的一(yi)個難點(dian)。而錐形(xíng)流量計(ji)采用獨(du)特的錐(zhuī)體設計(jì)，使氣體(ti)中所含(hán)有♻️的大(da)部分水(shuǐ)份沿錐(zhui)體從♌管(guan)道中🈲央(yang)溫度較(jiao)高的❄️地(di)方向🍉周(zhou)圍溫🏒度(dù)較低的(de)地方快(kuài)速移動(dòng)，從而産(chan)生凝露(lù)，沿錐體(ti)向管道(dào)底部下(xià)滴，由于(yú)錐體對(dui)流體整(zhěng)形，加速(su)了管壁(bì)流體的(de)流速，水(shui)份也快(kuai)速通過(guò)，不會在(zai)取壓口(kǒu)産生大(da)量凝露(lu)。所🔞以，氣(qi)體含有(yǒu)少量水(shuǐ)份，對流(liú)量計取(qu)㊙️壓口産(chǎn)生的幹(gàn)擾信号(hao)少，提高(gao)了測♌量(liang)正确率(lü)。但是氣(qi)體中含(hán)水不🚶超(chāo)過5%爲好(hǎo)，最多應(yīng)不超過(guò)10%。
　　孔闆流(liu)量計對(dui)流體阻(zǔ)擋式設(shè)計，在孔(kǒng)闆中央(yāng)産生滴(di)露🌈，同時(shi)管壁流(liú)體受到(dào)阻擋，流(liu)速減慢(man)，正取壓(yā)口附近(jìn)産生的(de)凝露會(huì)影響取(qǔ)壓信号(hao)；流體流(liu)經孔闆(pǎn)後産生(shēng)的渦流(liú)，向管壁(bi)作波動(dòng)性發散(san)🤟，影響負(fù)取壓口(kou)取壓信(xìn)号。因此(cǐ)，濕氣對(duì)孔闆的(de)測量精(jing)🔞度會産(chan)生較大(dà)的負面(mian)影響，從(cóng)而影響(xiǎng)測量。故(gù)而🚶‍♀️，孔闆(pǎn)及其他(tā)方式測(cè)量濕氣(qi)往往難(nan)以達到(dào)預期的(de)效果。
綜(zong)上所述(shu)，在可預(yù)見的将(jiang)來，錐形(xíng)流量計(jì)必将發(fā)揮♋越來(lái)越重要(yào)✂️的作用(yòng)。

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