摘(zhāi)要:從原理、計(ji)算方法和性(xing)能等方面對(duì)目前應用📧廣(guǎng)泛的幾種流(liú)量計進行比(bi)較和分析,得(dé)出了節流型(xíng)流量計 是一(yī)種經濟性好(hao)、穩定性好、使(shi)用方便的流(liú)量計的結論(lùn)。介紹🥰了幾種(zhong)節流型流量(liang)計的選型方(fāng)法,具體介紹(shao)⭕了新型節流(liu)裝☀️置德🥵爾塔(ta)巴流量計在(zai)某選礦廠浮(fu)選作業空氣(qì)流量檢測中(zhōng)的應用情況(kuàng)。
0引言
　　流量檢(jian)測在工業生(shēng)産運輸.科學(xué)研究、國防事(shi)業中都發揮(huī)着重🌈要作用(yong),檢測對象可(ke)以是氣體、液(yè)體和🧑🏽‍🤝‍🧑🏻混合流(liú)體3種不同特(tè)性的流體。随(sui)着自動化水(shui)平的不斷提(tí)高,流量測量(liang)和控制已經(jīng)由原來的保(bao)證基✨本生産(chan)功能過渡到(dào)實現優化控(kòng)制。當前,我國(guó)節能減排形(xing)式嚴峻,爲了(le)提高資源利(li)用率和實現(xiàn)生産指标的(de)增長🌈,流量儀(yí)表就成爲🏒了(le)自動化控制(zhì)中不🥵可缺少(shǎo)的檢測儀表(biǎo)之一。
1流量計(jì)的種類
　　流量(liang)檢測的方法(fǎ)可以劃分爲(wei)以下幾種:利(lì)用伯努利原(yuán)理,通過測量(liàng)流體差壓信(xìn)号來反映流(liú)量的差壓式(shi)流量測量法(fa);利用标準小(xiao)容積來連續(xù)測量流量的(de)容積式測量(liang)方法;通過直(zhi)接測量流體(tǐ)流速來測量(liàng)流量的速度(du)式測量法;以(yǐ)測量流體✏️質(zhì)量流量的質(zhì)量流量測量(liang)法。
　　流量計是(shi)指用以測量(liàng)管路流體流(liú)量即單位時(shí)間内通過的(de)流體體積的(de)儀表,種類繁(fan)多。但按照測(cè)量💜方法和結(jie)構進行分類(lèi),大緻可以分(fèn)爲兩類:測體(ti)積流量和測(ce)質量流量。體(ti)積流量⛷️計又(yòu)可以分爲容(róng)積🈲式流量計(ji)和速度式流(liú)量計。具體分(fèn)類如表1所示(shi)。
2幾種常用流(liú)量計的比較(jiao)
2.1從經濟角度(dù)比較.
　　對于 渦(wo)街流量計 ,儀(yí)表購置費用(yong)高,安裝費用(yong)和運行費用(yòng)低，維護費用(yong)中🈚等;對于節(jiē)流型流量計(ji),儀表購置費(fèi)用比渦街流(liú)量計低，安裝(zhuāng)費用和運行(háng)費用較低,維(wéi)護費用中等(děng);對于轉子流(liú)量計,儀表購(gou)置費用、安裝(zhuang)費用、運行費(fèi)用、維護費用(yòng)均低。所以從(cóng)經濟指标上(shàng)🈲看,轉子流😄量(liàng)計比較優越(yue)。
2.2從使用環境(jìng)角度比較
　　渦(wō)街流量計受(shou)溫度影響最(zui)小,但是受電(diàn)磁幹擾、射頻(pin)幹擾最大;在(zai)差壓計良好(hao)的情況下,節(jie)流型流量計(jì)和轉子流量(liang)計均能很好(hǎo)地防爆和防(fáng)水,但是節流(liú)型流☔量計的(de)抗電磁幹擾(rǎo)、射頻幹擾能(néng)力明顯優于(yú)轉子流量計(ji)。故從環境因(yīn)素上看,選用(yòng)🔞節流型流量(liang)計比較合🈲适(shì)。

2.3安裝條件的(de)比較
　　節流型(xíng)流量計的公(gong)稱直徑範圍(wéi)最廣，可以從(cong)50~1200mm,且對上下遊(yóu)直管段長度(dù)要求較小;轉(zhuǎn)子流量計雖(suī)然可以測量(liang)小流量流體(tǐ)的流量，但是(shì)可測量範圍(wéi)最小，且傳感(gǎn)器安裝方位(wei)隻能是垂直(zhí)由下向上;渦(wo)街流量計測(ce)量範圍适中(zhōng),但其不能測(cè)雙向流。
2.4儀表(biǎo)性能方面的(de)比較
　　渦街流(liú)量計結構簡(jian)單,适用的流(liu)體種類多,與(yǔ)節流型、轉子(zǐ)式比較具有(you)較高的精度(dù),但是其不适(shi)用于低雷諾(nuò)數🚶測量,在高(gāo)黏度、低流速(sù)、小口徑情況(kuàng)下使💰用受到(dao)🔞限制; 轉子流(liú)量計 可用于(yu)小口徑和低(di)流速,多用于(yu)現場指示,但(dàn) 玻璃轉子流(liú)量計 容易碎(sui),且不能在高(gao)溫高壓下工(gōng)作,大流量儀(yí)表結構笨重(zhòng),當使用爐體(ti)和出廠标定(dìng)不--緻時需要(yao)重新進行🛀🏻流(liú)量示值标定(ding);節流型流量(liàng)計中的标準(zhǔn)孔闆使用廣(guang)泛,結構📞易于(yú)複制,簡單牢(láo)固,穩🌂定性好(hǎo),使用壽命長(zhǎng),并且價格低(di)廉。節流型流(liú)量計性💜能優(yōu)越,液體、氣體(tǐ)蒸汽💯皆可測(ce)量,便于形成(chéng)專業😘化規模(mo)生産,标準節(jiē)流裝置無需(xū)實際校準即(jí)可使用。
　　綜上(shàng)所述，節流型(xing)流量計由于(yu)性能優越價(jia)格适中、安裝(zhuang)👉和使用方便(bian),故實際應用(yong)廣泛。
3幾種節(jie)流型流量計(jì)的應用選型(xing)
　　節流型流量(liang)計的節流裝(zhuang)置有孔闆、噴(pen)嘴、文丘裏管(guan)✔️等,根據取壓(yā)方式，安裝的(de)管道條件,測(ce)量的流體性(xing)質等可以選(xuǎn)用不同的節(jie)👄流裝置。企業(yè)主要能源消(xiao)耗的水、風、燃(ran)氣💋、蒸汽、氧✂️等(deng)流體的計量(liàng)💞,如天然氣、水(shuǐ)或企業自産(chan)能源總🙇🏻量等(děng),盡量✔️選用标(biao)準節流裝置(zhi)🈲,因标準節流(liú)裝置有國際(ji)和國家标準(zhun)作支撐。
3.1孔闆(pǎn)流量計
　　孔闆(pǎn)結構簡單,易(yì)于批量生産(chan),節省材料,價(jia)格低廉🔞,是實(shí)際應用中的(de)首選類型,在(zài)測量大流量(liang)高溫蒸汽或(huo)者混合液體(ti)時具有比較(jiào)大的優勢。但(dan)是壓力損失(shi)大,且不适用(yòng)于測量含顆(kē)🌈粒纖維漿或(huo)腐蝕性流體(tǐ)。
　　我國常選用(yong)孔闆作爲測(ce)量給水、中低(di)壓蒸汽流量(liàng)的㊙️節流件🤞。在(zai)被測流體爲(wei)髒污介質時(shí)推薦使用圓(yuán)缺孔闆和🌈偏(pian)心✨孔闆,如對(dui)焦爐煤氣、高(gāo)爐煤氣、濕氣(qì)體的測量。孔(kǒng)闆流量計亦(yì)在天然氣流(liu)量測量和高(gāo)❓溫蒸汽測量(liàng)等領域被視(shì)爲主力儀表(biao)之一,占有不(bu)㊙️可替代的地(di)位。
3.2噴嘴流量(liàng)計
　　噴嘴是廊(lang)形節流裝置(zhi),無尖銳的棱(léng)角,耐高流速(su)沖擊與磨損(sun),流量特性長(zhang)期穩定，因此(cǐ)比容易邊緣(yuan)鈍化的孔闆(pan)流量計檢定(ding)周🤟期長。噴嘴(zui)節流裝置适(shi)用⛷️于腐蝕性(xìng)流體或高速(su)流體,對于髒(zāng)污流體也有(yǒu)比較長的壽(shou)命。與孔闆相(xiang)比,噴嘴的加(jia)工成本高,所(suo)需直管段比(bǐ)孔闆短,而成(cheng)本又比文丘(qiu)裏管低。當被(bei)測量流體爲(wei)高壓蒸汽時(shí),常選用噴嘴(zui)作爲節流裝(zhuang)置。
　　噴嘴流量(liang)計曾被廣泛(fan)的使用在真(zhen)空行業中。但(dàn)在實際應用(yong)中,應盡量避(bì)免在小于3kPa壓(yā)力的情況下(xia)使用,因👄爲此(cǐ)時氣流的均(jun)勻和穩定性(xìng)變差,将對測(ce)量産生較大(dà)的偏差。噴嘴(zui)流量計結構(gou)牢💞固,檢定周(zhou)期長,維護量(liàng)少,從而減少(shǎo)了運行成本(ben)。因此🥵近年來(lái),業内更提出(chū)使用一體化(hua)定🧑🏽‍🤝‍🧑🏻值噴嘴流(liú)量計對天然(rán)氣流量進行(hang)檢測。
3.3文丘裏(li)管流量計
　　文(wén)丘裏管結構(gòu)複雜,加工困(kun)難,比孔闆和(hé)噴嘴浪費材(cai)料,因此造價(jià)高。在同樣差(chà)壓下,經典文(wén)丘裏管比孔(kǒng)闆和噴嘴的(de)⛱️壓力損失要(yao)小很多，且對(duì)上下遊直管(guan)段要求小,比(bǐ)較适合🍉于低(di)壓損和狹小(xiao)地段的中大(dà)流量測🐉量。在(zai)測量㊙️中要求(qiu)低壓損時,可(kě)以選用文📞丘(qiu).裏管或者💘文(wen)丘裏噴嘴。
3.4德(dé)爾塔巴流量(liàng)計
　　德爾塔巴(ba)屬于差壓式(shì)流量計,插人(rén)式工作方式(shì)是一種精度(du)高、量程比大(dà)、壓損小的勻(yun)速流量探頭(tou)，可用于氣體(tǐ)、液體、蒸汽的(de)流量測量。德(de)爾塔巴具有(yǒu)使用壽命長(zhang)、長期運行費(fei)用低、安裝費(fèi)用😍低廉.不易(yi).磨損、受油脂(zhi)🔴的影響小等(děng)特點,可🐆以在(zai)不停産的情(qing)況下進行安(an)裝🤩、拆卸和檢(jiǎn)修,特别适用(yong)于無法停産(chǎn)安📱裝的測點(diǎn)或介質很髒(zāng)需定期檢修(xiū)的測點，在各(gè)冶煉廠熔煉(lian)爐氧氣流量(liang)檢測中得到(dào)了廣泛應用(yòng)。
4德爾塔巴流(liú)量計的工作(zuò)原理及計算(suan)方法
4.1結構
　　德(dé)爾塔巴流量(liàng)計由德爾塔(ta)巴節流裝置(zhi)、安裝支架、 溫(wen)度傳感器 ， 壓(yā)力變送器 、 差(cha)壓變送器 組(zǔ)成。其中差壓(yā)探頭是關鍵(jian)部件,決定着(zhe)流量檢測精(jīng)度。如圖1所🌐示(shì),德爾塔巴節(jiē)流裝置爲獨(du)特的對稱曲(qu)面設計,可以(yǐ)進行🔴雙向測(ce)量。德爾塔巴(bā)探頭長度爲(wei)流體管道内(nèi)徑,兩側分布(bù)不均勻8mm取壓(yā)孔。面向流體(ti)進人的🚶‍♀️曲面(mian)上的取壓孔(kǒng)爲高壓取壓(ya)孔,另一面⭕的(de)爲低壓取壓(yā)孔。德爾塔🈲巴(ba)低壓取壓孔(kong)在傳感器側(cè)後兩邊,在傳(chuan)感器與被測(cè)流體分開前(qián)避免♊了低👌壓(ya)取壓孔🈚被堵(dǔ)塞和受到渦(wō)流的影響。德(dé)爾塔巴傳✏️感(gan)器表面粗糙(cāo)處理🏃🏻,使流體(ti)流速變化🚶大(dà)時仍能使⚽流(liú)體在傳感器(qi)表面保持紊(wěn)流狀态,使德(de)爾塔巴可以(yi)穩定地測得(dé)被㊙️測流體低(dī)流速時的流(liu)量。

4.2工作原理(lǐ)
　　德爾塔巴流(liú)量計用差壓(yā)式工作原理(li)進行流量檢(jian)測🌈,将一定直(zhi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼徑的測量管(guǎn)插入被測介(jiè)質管道。流體(ti)流經測量管(guan)時,首先經過(guò)一個壓力大(da)于管道靜壓(ya)的高壓區域(yu),流體在高壓(ya)孔後的加速(su)💃🏻段速度迅速(sù)增大，高壓區(qū)域的壓力上(shàng)升,在經過高(gao)低壓分界點(dian)後,阻力消失(shī),在測量管後(hou)🤞部的低壓區(qu)域産生部分(fen)真空,使測量(liàng)管前後的壓(ya)力差增大。德(de)爾塔巴流量(liang)計利用高👨‍❤️‍👨、低(di)壓區按科學(xue)計算有規律(lü)的分布在測(ce)量管兩側的(de)取壓孔♈來檢(jian)測流體的差(cha)壓，得出由平(píng)均流速産💞生(sheng)的平均差壓(yā),把這個差壓(ya)傳送給🔴差壓(yā)⛱️變送器并進(jìn)行分析計算(suàn)。德爾塔巴采(cai)用了不均勻(yun)❤️分布的兩排(pái)取壓孔進行(háng)取壓,避免了(le)單一取壓孔(kong)🛀隻能取得某(mou)一點流速而(er)不是平均流(liú)速,這樣能更(gèng)好地反映被(bèi)測管道的真(zhen)實流量。
4.3計算(suàn)方法
　　德爾塔(tǎ)巴的流量計(ji)算基本是按(àn)照ENISO5167-1标準中指(zhǐ)定的✨方法計(ji)🚶‍♀️算。計算方法(fa)如下:

式中:qm爲(wèi)質量流量(kg/s);ζ爲(wei)探頭的阻斷(duan)系數;ε爲流體(ti)膨脹🏒系數;d爲(wèi)管道内徑(m);OP爲(wei)壓差(Pa);p爲工作(zuo)狀态下介質(zhi)密度(kg/m3)。
　　德爾塔(ta)巴的阻斷系(xì)數ζ隻與探頭(tóu)的結構有關(guan),與介質無㊙️關(guan)，可☔在每個探(tàn)頭的計算書(shu)中找到。下标(biāo)爲B表示工作(zuò)狀态下，下标(biao)爲D表示設計(ji)時的狀态。
　　由(yóu)于德爾塔巴(ba)引起的壓力(lì)損失極小，所(suǒ)以膨脹系數(shu)ε非👄常接近于(yu)1,但在計算時(shí)ε是-一個常數(shu),在被測量介(jie)質🐪爲可壓縮(suo)🈲介質比如氧(yang)氣時，要按當(dang)前工作狀态(tai)下的可膨脹(zhang)♋系數計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼算。一(yi)般可按照最(zuì)大流量的2/3時(shi)的可膨脹系(xi)數計算:

式中(zhong):εp可在計算書(shu)中查找。
　　流量(liang)計算的精确(què)度受管道内(nei)徑的影響大(da),需要精确🧡确(que)定管道内徑(jing)的取值。管道(dao)内徑受材料(liào)和溫度影響(xiang)與設計尺寸(cùn)發生偏離,需(xu)要在線計算(suan)管道内徑:

式(shì)中:a表示管道(dào)材料的縱向(xiàng)膨脹系數。
　　工(gōng)作情況下介(jiè)質的密度與(yu)當時的溫度(du)、壓力和介質(zhì)的🈲性質有關(guan)。若設計狀态(tai)與工作狀态(tai)相近時,也可(ke)按照以下公(gong)式計算:

5德爾(ěr)塔巴流量計(ji)在浮選作業(ye)空氣流量檢(jiǎn)測中的應用(yòng)🈚
5.1應用條件
　　某(mǒu)選礦廠浮選(xuan)作業設有7組(zu)壓縮空氣支(zhī)管,用于浮選(xuan)🈲槽的充⭐氣。全(quan)部選用德爾(er)塔巴流量計(jì)進行流量檢(jiǎn)測,并通過氣(qì)動單座調節(jie)閥對壓縮空(kong)氣流量進行(háng)控制,壓縮空(kong)氣從浮選槽(cáo)底部噴出,形(xíng)成浮選槽✔️泡(pao)沫,壓縮💋空氣(qi)流量是否合(he)理直接關系(xì)到浮選槽♋的(de)生産指标📐。壓(ya)縮空氣管徑(jìng)爲DN50,工作狀态(tài)下氣體溫🔱度(du)約爲40℃,壓力爲(wei)0.6MPa。德爾塔巴流(liú)量計的檢測(cè)信号輸人PLC控(kong)制系統,進行(hang)流量的計算(suàn)、累計和控制(zhi)。
5.2德爾塔巴流(liú)量計的組成(chéng)及選型
1)德爾(ěr)塔巴檢測件(jiàn)
　　德爾塔巴的(de)檢測件爲德(de)爾塔巴探頭(tóu),探頭由探頭(tóu)套🔞管和探頭(tóu)本體組成。探(tàn)頭套管即探(tàn)頭支架,是與(yu)📱管道💯焊接的(de)部件，探頭本(ben)體安裝在管(guǎn)道内部，可以(yi)單/雙面支撐(cheng)。本體與套管(guan)用法蘭或焊(hàn)💔接的方式連(lian)接。某選礦廠(chǎng)浮選作業7組(zu)壓縮📞空氣支(zhī)管流量檢測(cè)㊙️采用的德爾(er)塔巴檢測件(jian)⛹🏻‍♀️,型号爲HLVD25,量程(chéng)0~2000N·m3/h,工作溫度40C,工(gōng)作壓力0.6MPa,量程(cheng)💃比大于30:1,探頭(tou)材料爲316L不鏽(xiu)鋼。在此應用(yòng)條件下,德爾(er)塔巴檢測件(jian)💔形成的差壓(ya)範圍大約爲(wèi)0~1.3kPa。德爾塔巴檢(jiǎn)測件後帶 三(sān)閥組 ,可以直(zhí)接安裝差壓(yā)變送器。
2)差壓(yā)變送器
　　差壓(yā)變送器作爲(wei)德爾塔巴檢(jiǎn)測件的差壓(ya)檢測。選用的(de)差壓變送器(qì)型号爲7MF4433-1FA02-2AB6-ZA01+Y01,量程(cheng)0~2.kPa,二線制,電源(yuan)24VDC,帶表頭,精度(dù)0.5級,輸出4~20mA信号(hao)到PLC進行處理(lǐ)。
3)溫度傳感器(qì)
　　溫度傳感器(qi)用于壓縮空(kōng)氣溫度的檢(jian)測,在總管上(shàng)設置😄一個溫(wēn)🌐度傳感器即(jí)可。溫度傳感(gan)器爲 Pt100 熱電阻(zǔ) ，型号爲WZP-230/LXl=300x150/36/,304套管(guǎn),M27x2螺紋。熱電阻(zǔ)信号通過三(sān)線制方式接(jiē)入PLC。
4)壓力變送(song)器
　　壓力變送(song)器作爲管道(dao)壓力的檢測(ce)。壓力變送器(qi)型号爲7MF4033-1DA01-2AB6-ZA01+Y01,量程(cheng)0~1.0MPa,二線制,輸出(chu)4~20mA,電源24VDC,帶表頭(tóu),管道壓力通(tong)過導壓管經(jīng)截止閥引到(dao)壓力變送器(qì)。
5.3現場安裝
　　德(dé)爾塔巴探頭(tou)安裝示意圖(tu)如圖2所示。德(de)爾塔巴探頭(tóu)必須根據管(guan)道尺寸選型(xing),确保檢測杆(gan)的尺寸必須(xu)與管道直徑(jìng)一緻。爲了使(shǐ)德爾塔巴探(tan)頭更有效地(di)工作,現場安(ān)裝時需要注(zhu)意以下幾個(ge)細節:1)在探頭(tou)上标有流體(ti)流向和差壓(ya)極性的标牌(pai)，安裝時确❗認(ren)探頭極性⁉️;2)必(bì)須保證探頭(tóu)的高壓側🐕與(yu)變送器的👈正(zheng)極連接,低壓(ya)側與變送器(qi)的負極連接(jie);3)将差壓變🚩送(song)器按照手冊(cè)進行線路連(lian)接。
　　　由于被測(cè)介質是壓縮(suō)空氣,差壓信(xin)号通過氣體(tǐ)介質⭐傳遞到(dao)差壓變送器(qì),所以安裝差(cha)壓變送器時(shí)應盡量由.上(shàng)往下插入，或(huo)者傾斜3%,使冷(lěng)凝水能順利(lì)返♻️回管道♊中(zhong)。現場安裝時(shi),三閥組和差(cha)壓變送器的(de)位置必須高(gao)💋于探頭差⚽壓(yā)輸出端口,否(fou)則将影響測(cè)量✔️效果。

6結束(shù)語
　　以節流裝(zhuāng)置爲檢測元(yuán)件的節流型(xíng)流量計是曆(li)史悠久🛀🏻,理論(lùn)底🔴蘊深厚,實(shí)踐經驗豐富(fù),應用成熟,性(xing)價比很高的(de)一-類流量計(ji),目前節流型(xíng)流量計的種(zhǒng)類有上百種(zhǒng),應用選型時(shí)需要根據實(shí)際工藝要求(qiú)綜合考慮。與(yǔ)渦街流量計(jì)比較,該文選(xuan)擇德爾塔巴(ba)節流型流量(liang)計檢測壓縮(suō)空氣流量,可(ke)節省大約2/3的(de)投資,并且檢(jian)測精度達到(dào)1.5%左右，與新的(de)渦街流量計(jì)精度(1%~2%)相當，而(ér)對于大型管(guǎn)道(DN200以上)的流(liú)量檢測,選擇(ze)德❌爾塔巴流(liú)量計的經❌濟(ji)性更加顯著(zhe)。

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