摘要(yào):從介紹産品(pǐn)工作原理入(rù)手,闡述了彎(wan)管流量計 與(yǔ) 孔闆流量計(ji) 在原理上的(de)本質區别。在(zai)性能比較的(de)基礎上突出(chū)說明了彎管(guan)流量計具有(you)的無附加壓(ya)力損失的節(jie)能性能明顯(xiǎn)優于孔📱闆流(liú)量計。文章指(zhǐ)出,在長期運(yun)行的大流量(liàng)系統中應充(chong)分考慮這種(zhǒng)區别所引起(qǐ)的能源合理(lǐ)利用問✔️題。
一(yi)、引言
　　彎管流(liu)量計也是一(yi)種差壓式流(liú)量計,但其差(chà)壓的産生與(yu)孔👅闆流量計(jì)有根本性區(qū)别:孔闆流量(liang)計是 節流型(xing)差壓流量計(ji) ,是利用對流(liu)體節流裝置(zhi)施行節流産(chǎn)生差壓來測(ce)量流體的流(liu)🈲量的:彎管流(liú)量計的流量(liàng)傳感器是一(yī)👄個90°标準彎管(guan),它是利用流(liu)體的慣性原(yuan)理産生差壓(yā)來測量流體(ti)的流量的。
二(er)、彎管流量計(ji)和孔闆流量(liàng)計原理
1.彎管(guǎn)流計
(1)基本原(yuán)理
　　當流體流(liu)經彎管時,由(you)于彎管的約(yue)束作用,迫使(shi)流♋體🌈在⭐彎管(guǎn)内👨‍❤️‍👨作近似于(yu)圓周運動。根(gēn)據流體強制(zhì)旋流理論,流(liú)體在管道内(nei)作圓周運動(dòng)必然會産生(sheng)慣性離心🔅力(li),該離心力的(de)大小與流體(tǐ)的流速、流體(tǐ)的質量(密度(dù))以及作圓周(zhōu)運動的曲率(lǜ)半徑等因素(su)有關。離心力(li)的大小可以(yǐ)通🛀過對彎管(guǎn)内、外側壓力(li)差☀️的測量來(lái)确定⛱️的:因此(cǐ),隻要測出彎(wan)管内、外側的(de)差🔴壓值,就可(kě)以方便‼️地計(jì).算出管道内(nei)流體的流速(sù),進而算出管(guan)道内流體的(de)流量值,這就(jiu)是♌彎管流量(liàng)計的基本測(cè)量原理(見圖(tu)1).
(2)流量方程

式(shì)中，?一流體的(de)平均流速
a一(yī)流量系數
R/D一(yī)彎管的彎徑(jìng)比
P1-P2一彎管内(nei)、外側壓力差(cha)
β一指數
ρ一流(liu)體的密度
2.孔(kong)闆流量t計
(1)基(jī)本原理
　　充滿(man)管道的流體(tǐ),當它流經管(guan)道内的節流(liu)件時。如圖2所(suo)示，流🍉體将在(zài)節流件處形(xing)成局部收縮(suo).因此，流⛹🏻‍♀️速增(zēng)加,靜壓力🐉降(jiàng)低,在節流件(jian)前後産生了(le)壓差。流♋體流(liu)量愈大,産生(sheng)的壓差愈大(da),因而可依據(jù)壓差來衡量(liàng)流量大小。這(zhè)種測量方法(fǎ)🌈是以流動連(lian)續性方🙇🏻程(質(zhi)量守恒✉️定律(lü))和伯努力方(fāng)程(能量守恒(héng)定律)爲基礎(chǔ)的:
(2)流量方程(chéng)

式中.qm一質量(liàng)流量,kg/s
C一流出(chu)系數
E一可膨(peng)脹性系數
β一(yī)直徑比.β=d/D
d.一工(gōng)作條件下節(jiē)流件的孔徑(jìng),m

D一工作條件(jian)下.上遊管道(dào)内徑,m
△p一差壓(ya),Pa
P1一流體密度(dù),kg/m3
三、彎管流量(liang)計的基本特(te)點及其與孔(kong)闆流量計性(xing)🌐能比較💁
　　以供(gong)熱系統爲對(duì)象,選定孔闆(pan)流量計與彎(wan)管流量.計㊙️作(zuo)✏️對比，是因爲(wèi)孔闆流量計(jì)目前在供熱(rè)系統中仍然(ran)💋是使用普遍(biàn)的流量🥰計。
(1)無(wú)任何附加節(jiē)流件或插人(ren)件.可大大降(jiang)低流體在管(guan)道内輸送🌈的(de)動力消耗,節(jiē)約能源。
　　由于(yu)彎管流量計(ji)獨特的測量(liàng)原理,它沒有(you)其它流量⁉️計(jì)必須具✨備的(de)節流件或插(chā)入件,這一特(te)點給彎管流(liú)量計的工業(yè)化應用帶來(lái)了巨大的便(biàn)利和好🧑🏾‍🤝‍🧑🏼處。
　　對(duì)于節流型孔(kǒng)闆流量計來(lai)說，流體在孔(kong)闆上的壓力(lì)損失是不可(ke)避免的。在通(tong)常情況下,該(gāi)節流壓力損(sun)失(稱其爲不(bú)可恢⚽複壓🙇‍♀️力(lì)損失)可達孔(kong)闆在該流量(liàng)下産生的差(cha)壓值的30%~90%(與孔(kǒng)闆🛀🏻的β值有關(guan))。爲了提高孔(kǒng)闆流量計的(de)測量精度,設(she)計🔴人員在選(xuǎn)❤️定孔闆流量(liàng)計的工作差(cha)壓值時一般(bān)都取高值,于(yú)是該壓力❌損(sǔn)失就相當可(ke)😘觀。在供熱系(xi)統中,由于孔(kong)闆的阻力損(sǔn)失會使供熱(re)循❤️環水泵耗(hao)電量增加或(huò)使同樣的水(shuǐ)泵壓頭不能(néng)滿足遠端供(gòng)熱用戶的🐆需(xu)求。對于一個(gè)完整的供熱(rè)系統來🤟說，它(ta)所安裝的流(liú)量檢測孔📧闆(pan)不會隻是一(yī)塊,而多孔㊙️闆(pan)的安裝使系(xì)統功率損失(shi)更大。對于蒸(zhēng)汽介質來說(shuō),孔闆節流壓(yā)力損失會😄使(shi)蒸汽品質下(xià)降,或需要提(tí)供更高的供(gòng)汽質量才能(neng)滿足用戶對(dui)蒸汽品位的(de)要求。無論是(shi)哪--種情況都(dou)會造成附加(jiā)的經‼️濟損失(shi)和提高系統(tong).的運行費🙇‍♀️用(yòng)。如果用彎管(guan)流量計代替(tì)孔闆流量計(jì)進行流量檢(jian)測.則不存在(zai)管道附加🌈阻(zu)力損失的問(wèn)題,孔闆流量(liàng)計的節流損(sun)耗也可簡單(dān)地看作是彎(wān)管流量計的(de)節能效果。這(zhe)種替代對于(yú)那些大🔱系統(tǒng)、大管徑、大流(liu)量、低壓🈲頭的(de)測量對象好(hao)處将更加明(míng)顯。
(2)結構簡單(dān),價格低廉
　　彎(wan)管傳感器就(jiù)是一個90标準(zhǔn)彎頭,随着彎(wan)管機械加工(gōng)工，業的發💯展(zhan)和行業标準(zhun)化、規範化管(guan)理的不斷📐完(wán)善.用作彎管(guan)傳感器的标(biāo)準機制彎頭(tóu)其質量越來(lai)越好.價格也(yě)越來越低,它(ta)一方面使彎(wān)管傳感器的(de)技術指✂️标能(neng)得到更好的(de)保證.同時.也(yě)大大降低了(le)彎管傳感🈲器(qi)的價格，目前(qian).彎管傳感器(qì)甚至比市場(chang)上價格便宜(yi)的.法蘭式孔(kǒng)闆傳感器還(hái)要便宜.而㊙️且(qie)管徑愈大.愈(yu)便宜。
(3)彎管傳(chuán)感器耐磨損(sun),對微量磨損(sun)不敏感
　　傳感(gǎn)器對磨損不(bu)敏感是保證(zhèng)流量計長期(qi)精度佳測量(liàng)的重要條件(jiàn)之一.這方面(mian)彎管流量計(ji)有着不可比(bi)拟的優勢:而(ér)孔闆流量計(ji)的人口銳角(jiǎo)對微量磨損(sǔn)就十分敏感(gǎn)。規程規定,計(jì)量用孔闆流(liu)量計的孔闆(pan)每年必須進(jin)行🌈一次或一(yi)次以上的強(qiang)制性磨⛹🏻‍♀️損檢(jiǎn)查,這是保證(zheng)孔闆流量計(jì)正确計量的(de)必要條🔴件:即(ji)便如此.在兩(liang)個檢修周期(qī)内也很難保(bao)證孔闆流量(liang)計測量精度(du)的一緻性.這(zhè)樣頻繁的拆(chai)裝、檢查✔️、維修(xiu)不是一般單(dān)位🔴都可以作(zuo)到.的,對于那(nà)些大管徑的(de)孔闆.尤其是(shì)蒸汽孔闆其(qí)拆裝難度之(zhī)大使維☁️修者(zhě)無不望而卻(que)步.大量的維(wéi)修費用也給(gěi)使用者帶來(lái)了額外的經(jing)濟負擔:因此(ci).現實情況是(shì)多數孔闆流(liu)量計使用單(dan)位以損失測(ce)量精度爲代(dài)價來減少孔(kong)闆流🌍量計的(de)檢修次數。這(zhe)種方法當然(ran)是不可取的(de):彎管傳感器(qì)不僅耐磨性(xìng)能好🌏,即使有(yǒu)輕微磨✂️損,對(duì)彎管傳感器(qi)的工作性能(neng)和測量♉精度(dù)的影響也是(shì)極小的。因此(cǐ).彎管流量計(ji)可以長期保(bǎo)持精度的狀(zhuàng)态。
(4)可測量容(rong)易髒污、堵塞(sāi)傳感器的流(liú)體
　　供熱系統(tong)的循環水其(qi)水質是比較(jiao)差的,原因是(shi)在一個供暖(nuan)期内循環水(shui)是反複使用(yòng)而不更換(隻(zhi)是少量補充(chong)).加上防腐需(xu)求等其它原(yuán)因在循環水(shuǐ)中還要加🌈入(rù)一些化學物(wu)質,使循🎯環水(shui)對流量測量(liang)裝置的污染(rǎn)影響更大。孔(kǒng)闆傳感器人(ren)口的⭕直角部(bù)分即使是輕(qing)微的沾污也(ye)會🏃‍♂️對測量精(jīng)度✏️造成極大(dà)的😍影響。而彎(wan)管傳🏃‍♂️感器對(duì)于供熱循環(huan)水這樣的介(jie)質其适應性(xing)是很強的.即(jí)使是長期的(de)運行也能保(bao)證其正常工(gong)作,且能保證(zheng)足夠的測量(liang)精度不受影(yǐng)響⭐。
(5)量程範圍(wei)寬、直管段要(yao)求不嚴格.适(shì)應性強
　　隻要(yao)是可以用孔(kong)闆流量計進(jìn)行測量的對(dui)象都可以用(yòng)彎管🎯流量計(ji)來代替。而在(zài)耐高溫、耐高(gāo)壓、耐沖擊、耐(nài)震動、耐潮濕(shi)、耐粉塵等方(fāng)面,彎管流量(liàng)計遠遠優于(yu)其它常用流(liú)量計(如 渦街(jiē)流量計 、 電磁(cí)流量計 、 超聲(sheng)波流量計 等(děng)等)。震動、沖擊(ji)對彎管傳感(gan)器的正常工(gōng)作幾乎沒有(yǒu)影響.而❤️高溫(wen)、高壓對于彎(wan)管流量計來(lái)說隻是采用(yong)與工藝管道(dao)♻️相同✊材質的(de)标準彎頭作(zuò)傳感器,就可(kě)以方便地得(dé)到解決💃。.
　　彎管(guǎn)傳感器的幾(jǐ)何尺寸幾乎(hū)沒有限制，管(guan)經小可到幾(jǐ)十mm甚至十兒(er)mm.大可到Im甚至(zhi)2m以上,隻要彎(wān)管的彎徑比(bǐ)符台規定要(yào)求。都可👨‍❤️‍👨以作(zuò)爲傳感器進(jin)行流量測量(liang),這一-特點是(shi)一般流量傳(chuan)感器不容易(yi)作到的:
　　直管(guan)段要求不太(tài)嚴格也是彎(wan)管流量計在(zài)現場使用.中(zhong)十分重要的(de)特點之一。許(xǔ)多流量測量(liàng)裝置都因爲(wèi)現場直管段(duàn)不能滿足要(yao)求而不能進(jin)行測螢或不(bú)能保證其瀏(liú)量精度.彎管(guǎn)流量計由于(yu)其特殊的測(ce)量原理使其(qí)在實際應用(yòng)時對直管🛀段(duàn)的要求不嚴(yan)格，一-般隻需(xū)保證前5D後2D即(jí)可.遠遠低于(yu)其它流✍️量測(cè)量裝置💃🏻的要(yào)求。
(6)可采用直(zhí)接焊接法進(jìn)行安裝
　　流量(liàng)測量裝置現(xiàn)場跑、冒、滴、漏(lòu)是一個十分(fen)令人頭痛的(de)現實問題,它(ta)包含了諸如(rú)能源和物料(liao)的浪費,環保(bao)、安全、計量正(zheng)确等方面的(de)問題.是運行(hang)、管理部門十(shí)分重視又不(bu)易徹🔆底解決(jué)的老大難問(wen)題:流量傳感(gan)器直.接焊接(jie)法安裝就是(shì)爲解決這個(gè)實際問題而(er)産生的(例如(ru)焊接式孔闆(pan)):但是.孔闆的(de)不耐磨損給(gěi)焊接式🔞孔闆(pǎn)保持長期精(jīng)度正常使用(yong)帶來了♈困難(nan).既然孔闆檢(jian)修周期短,那(nà)麽,嚴格地說(shuō)焊接法安裝(zhuang)绐孔闆流量(liàng)計帶來的不(bu)是好處🐇,相反(fan)使經常性的(de)檢修工作變(biàn)得更加困難(nan)。因此,焊接式(shì)孔🔞闆并不是(shì)解決測量裝(zhuāng)置現場的跑(pao)冒滴漏的📞好(hao)方法。而❤️彎管(guǎn)傳感器完全(quán)可以滿足直(zhi)接焊接法安(an)裝的一-切技(ji)術條件.它的(de)耐磨損、免維(wéi)㊙️護、長周期.精(jīng)度運行的特(te)點使🥵焊接法(fa)安裝這一優(you)勢✍️得到了充(chong)分的發揮.現(xian)場跑冒滴漏(lou)的麻煩得到(dào)了徹底的解(jiě)決
(7)通過實驗(yan)研究.提出了(le)彎徑比爲1.5~1.6範(fàn)圍内.在該條(tiao)件下的蒸汽(qi)彎管流量計(ji)的簡化模型(xíng),不但可使彎(wan)管參量無須(xū)單獨标定即(ji)可🏃‍♂️實現蒸汽(qi)流量高精度(dù)測量,而且在(zai)采用了蒸汽(qi)溫度、壓♌力智(zhi)能補償後,使(shǐ)流量計能适(shì)用于溫度、壓(yā)力變化範圍(wei)大的🔴蒸汽流(liú)量測量:二次(cì)儀🌂表以計算(suan)機技術爲核(he)心,采用蒸汽(qi)密度補償處(chù)理🥰.因而使二(er)次儀表🔞精度(du)達到0.29.流量測(ce)量系統實測(ce)精度達到了(le)1.14%(引用誤差):
四(sì)、結束語
　　雖然(rán)将彎管流量(liang)計和經典的(de)孔闆流量計(ji)作了一系列(lie)的對比.指出(chu)了孔闆流量(liang)計存在的一(yi)些不盡人意(yì)🍓的缺點,但是(shì).有一點是十(shi)分清楚的.孔(kong)闆流量✂️計作(zuò)爲一種流量(liang)計量器具.它(ta)具有悠❓久的(de)曆史.經過無(wú)數專家、學者(zhě)的潛心研究(jiū)和完善，它的(de)設計、計算、加(jiā)工、安裝、使用(yong)、維護等等環(huán)節都具👉備了(le)完備的标準(zhǔn)和規範.尤其(qi)值得強調的(de)是它已具備(bei)了計量管理(li)部門承認的(de)、具有.法律效(xiao)用的幾何相(xiàng)似檢定💁的許(xu)可、獲得了有(you)關管理部門(mén)的正式推薦(jian),所有這一切(qiē)使它💃🏻在工業(ye)化應🥵用中具(ju)備了極其強(qiáng)大的競🚶‍♀️争力(lì)。目前還沒有(yǒu)任何一種流(liu)量計可以和(hé)它“相提🛀🏻并論(lùn)”。正如曆史是(shì)不會停止一(yi)樣.流量計的(de)發展也💋是日(ri)新月異的。孔(kǒng)闆流量😄計的(de)諸多缺點愈(yù)來愈爲人們(men)所重視,要麽(me)解決這些缺(quē)點☁️,要麽用一(yi)種更好的流(liu)量計代替它(ta)。
　　其實,彎管流(liu)量計研究工(gong)作也有80餘年(nián)的曆史，隻是(shì)🈲過去✌️的工作(zuo)受到諸多客(ke)觀條件的限(xiàn)制,使彎管流(liu)量計的工，業(yè)化推廣應用(yòng)💘十分困難,其(qi)中重要的是(shi)彎管加工技(jì)術和彎管🔱的(de)空間測量技(jì)術。這些限制(zhi)條件的存在(zai)幾乎葬送了(le)彎管🏃🏻流量計(jì)的發展前途(tú)。現在這一切(qie)都得到了解(jiě)決,高精度的(de)彎管加工技(jì)🔞術可以保王(wáng)👄彎管傳感器(qi)的彎💛徑比能(neng)夠控制🆚在一(yī)個極小的範(fàn)圍内.而科學(xue)的測量方法(fa)又使彎管彎(wan)徑🌈比的測量(liàng)精度得到了(le)保證,所有這(zhe)✔️些使彎管傳(chuan)感器的幾⛷️何(hé)相似性成爲(wei)可能。同時.通(tōng)過研究我們(men)❤️發現，在彎管(guǎn)傳感器特定(dìng)🥰彎徑比條件(jian)下,彎徑比與(yǔ)流量系數之(zhī)㊙️間出現的互(hu)補性規律,由(yóu)此大大提高(gāo)⛹🏻‍♀️了這🏃種流量(liang)計的測量精(jīng)度及其穩定(dìng)性。
　　在流速爲(wèi)7~70m/s範圍内，檢定(dìng)其相應的測(cè)量範圍,其系(xi)統流🤟量精度(du)(包括差壓、壓(ya)力、溫度變送(sòng)器及二次儀(yi)表等配套儀(yí)表)小⛷️于企業(ye)标😘準規定的(de)+2.5%FS的精度,在檢(jian)定☂️樣機中.流(liú)速爲25~70m/s的常用(yòng)蒸汽流速範(fàn)圍内,其實測(ce)精度優于1.14%FS:
彎(wan)管流量計突(tu)破了困擾它(ta)發展的流量(liang)系數離散性(xing)💋大、測量精度(dù)低的困難,滿(man)足了工業應(ying)用的要求:彎(wān)管流量計的(de)精度.無附加(jiā)壓力損失、量(liang)程比大、适應(ying)能力強,經濟(ji)㊙️效益高等特(tè)性完全符合(hé)能源建設和(he)科學化計量(liang)管理🙇🏻事業的(de)發展要求:如(rú)在供熱行🔴業(yè)全面推廣使(shi)用彎管流量(liang)計.僅計算它(ta)的無附加阻(zǔ)力損失并将(jiāng)其折.算成水(shuǐ)泵電耗所能(néng)獲得的效益(yì),在一個🈲取暖(nuǎn)期😄就可高達(da)3億元人民币(bi):據初步統計(jì),在全國用彎(wan)管流量計全(quan)面替代目前(qián)應用廣泛的(de)孔闆流量計(ji).每年就🙇🏻叮取(qu)得數十億元(yuan)人民币的☀️經(jing)濟效益,且節(jie)約大量的能(néng)源:因此.大力(lì)發展彎管💋流(liú)量計,把它盡(jìn)快地推廣❤️到(dào)能源建.設和(he)科學化管💰理(lǐ)的各個領域(yù)是必要和可(kě)能的。

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