摘(zhai)要：與孔(kǒng)闆、文丘(qiū)裏管等(děng)傳統差(chà)壓式流(liú)量計相(xiàng)比,“邊壁(bi)⭕逐漸收(shōu)縮式"V 錐(zhuī)流量計(jì) 在結構(gòu)上具有(you)優勢。V錐(zhuī)流量計(jì)對安裝(zhuāng)前後直(zhi)管段的(de)要求低(di),且具有(yǒu)壓力損(sun)失小、抗(kàng)髒污、測(cè)量性能(neng)優等優(yōu)點。因此(cǐ)，在空間(jian)緊湊的(de)FLNG裝置上(shàng),将V錐流(liu)量計作(zuo)爲流量(liang)計選型(xíng)的先考(kao)量對象(xiang)。
　　V錐流量(liang)計具備(bèi)錐形管(guan)的特殊(shu)結構，能(neng)夠對流(liú)經錐體(tǐ)的流體(ti)速㊙️度分(fen)布梯度(dù)進行調(diào)整,消除(chú)漩渦二(èr)次流，降(jiàng)低V錐流(liu)量計前(qian)🌏後直管(guǎn)段的要(yao)求。V錐流(liú)量計安(ān)裝成本(běn)低、量程(cheng)比寬.信(xin)号穩定(ding)👉、值範圍(wéi)寬。
1V錐流(liu)量計的(de)工作原(yuan)理和結(jié)構特點(diǎn)
1.1V錐流量(liang)計的工(gōng)作原理(li)
　　V錐流量(liàng)計作爲(wei)1種差壓(ya)式流量(liàng)計，其基(ji)本理論(lùn)是可以(yǐ)在☎️密閉(bi)管道中(zhōng)進行能(neng)量相互(hù)轉換的(de)伯努利(lì)原理。結(jié)🏃🏻合流動(dòng)連續性(xìng)原理💯，可(kě)以推斷(duan)在穩定(ding)流場情(qing)況下，管(guan)道中的(de)流速與(yǔ)錐體前(qian)後差壓(ya)的平方(fāng)根呈正(zhèng)比例.函(han)數關系(xi)。測得錐(zhui)體上下(xia)遊的壓(ya)力得出(chu)差⛷️壓即(jí)可實現(xiàn)流量測(ce)量。V錐流(liú)量計結(jie)構見圖(tu)1。
 
　　體積(ji)流量與(yu)差壓的(de)關系由(yóu)下式确(què)定如式(shi)(1)所示。
 
　　體(ti)積流量(liàng)與差壓(ya)的關系(xì)如式2)所(suo)示。
 
式中(zhōng):D一工況(kuàng)下測量(liàng)管的内(nèi)徑,m;
d一工(gōng)況下V錐(zhui)體的最(zuì)大直徑(jing),m;
C一流出(chū)系數,無(wú)量綱;
β一(yī)可膨脹(zhàng)修正系(xì)數,無量(liang)綱,對不(bu)可壓縮(suō)流體時(shi)β=1,當🌈流體(ti)是可壓(yā)縮流體(ti)時，β<1;
ρ一工(gong)作狀态(tai)下，節流(liu)件上遊(yóu)處流體(ti)的密度(du),kg/m³;
△p一差壓(yā)值,Pa;
P1一節(jie)流件上(shàng)遊導壓(ya)處壓力(lì),Pa;
P2一節流(liú)件下遊(you)導壓處(chu)壓力，Pa。
1.2V錐(zhui)流量計(ji)與其他(tā)節流裝(zhuang)置的比(bǐ)較
　　V錐流(liú)量計将(jiang)“流體收(shōu)縮到管(guǎn)道中心(xin)”的概念(nian)改變爲(wèi)“收縮到(dào)管道的(de)内邊壁(bi)”。當流體(ti)流經錐(zhuī)體與測(cè)量管♌道(dào)之間的(de)環形通(tong)道🙇🏻時，流(liú)體逐漸(jiàn)向管内(nèi)壁平滑(huá)收縮，錐(zhuī)體前後(hou)産生差(cha)壓,實現(xian)流量測(ce)量。錐體(ti)在管線(xiàn)中心位(wei)置的測(cè)壓點的(de)流量速(su)度剖面(miàn)最佳，可(ke)以在❌不(bu)考慮上(shang)遊流動(dong)狀況的(de)情況下(xia),獲得❌精(jīng)度高、可(kě)靠好的(de)流量測(cè)量。
　　孔闆(pǎn)采用“中(zhōng)心突然(rán)收縮式(shì)”的節流(liu)方式。流(liu)體流經(jing)節流件(jian)時,未對(dui)速度割(gē)面進行(hang)整形,在(zài)管道中(zhong)心線附(fù)近突然(ran)性的形(xíng)成局部(bù)收縮。孔(kǒng)闆是帶(dai)有同心(xin)或偏心(xīn)圓形開(kāi)孔的一(yī)塊金屬(shǔ)薄闆。當(dāng)流體流(liu)經圓形(xing)開孔時(shí),管道橫(héng)截面✌️積(ji)的突然(ran)減小使(shǐ)流✊體局(ju)部收縮(suō)，在孔闆(pan)下遊形(xíng)成幅度(du)較大的(de)漩渦。因(yin)爲測壓(ya)點需要(yào)位于流(liú)體流場(chǎng)較穩定(dìng)的✨區域(yu)以保證(zheng)其♻️測量(liang)精度和(he)重複性(xing)，在安裝(zhuang)時對直(zhi)管段♋長(zhǎng)度要求(qiu)(一般前(qián)🙇🏻10D、後5D)。另外(wài)，漩渦會(huì)造成差(chà)壓信号(hao)中的噪(zào)聲增大(dà)，量程比(bǐ)縮小，測(ce)量精度(du)降低,由(yóu)能量守(shou)恒可知(zhi),漩渦會(huì)增大壓(yā)損。孔闆(pan)的結構(gou)特點還(hai)會使孔(kong)闆前極(ji)易積🔴污(wū)，對内孔(kong)銳角線(xiàn)磨損從(cong)而難以(yǐ)保證精(jing)度,使流(liu)出系數(shù)不穩定(dìng)。
　　文丘裏(li)管采用(yòng)“中心逐(zhú)漸收縮(suo)式”的節(jie)流方式(shì)。即流體(ti)流經節(jie)流✊件時(shí),在收縮(suo)段逐漸(jiàn)收縮後(hòu)，才會流(liú)經管道(dào)中心線(xiàn)附:近的(de)喉道，通(tong)過擴散(san)段逐漸(jiàn)擴大的(de)管道流(liu)🛀🏻出。文丘(qiū)裏管先(xiān)逐漸收(shōu)📐縮而後(hòu)📧逐漸擴(kuo)大的特(tè)點，能夠(gòu)對流體(tǐ)速度分(fen)布梯度(dù)有效整(zheng)流,壓損(sun)較🌈小，流(liú)出系數(shù)接近1。但(dàn)是文丘(qiū)裏管在(zài)使❌用過(guò)程中喉(hou)部的磨(mó)損嚴重(zhòng),無法長(zhǎng)期保持(chi)測量精(jing)度。而且(qiě)文丘裏(li)管漸縮(suo)漸擴的(de)結構特(tè)點,對上(shàng)下遊直(zhí)管段具(ju)有要求(qiu)，在測量(liàng)濕氣體(ti)✔️、冷凝物(wù)以及固(gù)液兩相(xiàng)介質的(de)流量時(shi)容易被(bei)堵塞。
　　孔(kǒng)闆、文丘(qiū)裏管等(děng)老式差(chà)壓式流(liú)量計由(yóu)于其結(jie)構上的(de)💘缺陷🧡,無(wú)法滿足(zu)FLNG領域流(liú)量測量(liàng)的需求(qiu)。而V錐流(liú)量計是(shi)對傳統(tong)♌節流式(shi)流量計(ji)改進完(wán)善後的(de)器件，其(qi)結構特(te)點不僅(jǐn)解決已(yi)有差壓(yā)式流量(liang)計的缺(quē)陷，而且(qiě)還有✌️其(qi)他測量(liang)原理的(de)流量計(jì)不具備(bei)的優點(dian)。
2V錐流量(liàng)計的性(xìng)能特點(dian)
2.1V錐流量(liang)計的優(yōu)勢
　　流體(ti)在接近(jìn)V錐體流(liú)動時産(chan)生扁平(ping)的流态(tai)分布，V錐(zhuī)流量計(ji)可以比(bǐ)其他差(cha)壓流量(liàng)計更接(jie)近上遊(yóu)擾動處(chu)工作。V錐(zhuī)流量🌂計(jì)的建議(yi)🥰安裝距(ju)離爲上(shàng)遊直管(guǎn)段直徑(jing)的0~3倍和(hé)下🎯遊直(zhi)管段直(zhi)徑的0~1倍(bei)。單個或(huò)雙個彎(wān)頭在同(tóng)一🏃‍♀️平面(miàn)或接近(jìn)儀表上(shang)♉遊時,V錐(zhui)流量計(jì)仍然可(ke)以産生(shēng)扁平流(liú)态。當不(bu)同流态(tài)接近錐(zhui)體時，始(shǐ)終會産(chǎn)生一個(gè)可‼️預測(cè)的流态(tai),保證儀(yí)表測量(liang)。
　　V錐一次(cì)元件的(de)精度可(kě)以達到(dao)士0.5%。V錐一(yī)-次元件(jian)的重複(fú)性高達(dá)0.1%。可以測(ce)量較低(di)雷諾數(shù)範圍(Re≥8000)的(de)流量。典(diǎn)型V錐流(liú)量計❤️的(de)量程比(bǐ)爲10:1。選擇(zé)合适的(de)參數時(shi),可以達(dá)🏃‍♂️到更高(gao)的量程(cheng)。
　　V錐一次(ci)元件的(de)精度可(ke)以達到(dào)±0.5%。V錐一次(cì)元件的(de)重複性(xìng)高達0.1%。可(ke)以測量(liàng)較低雷(lei)諾數範(fan)圍(Re≥8000)的流(liu)量。典型(xing)V錐流量(liang)計的量(liang)程比爲(wèi)♻️10:1。選擇💞合(he)适的參(can)數時,可(ke)以達到(dào)🌍更高的(de)量程。
　　錐(zhui)體的輪(lun)廓形狀(zhuang)将流體(tǐ)方向限(xian)制爲朝(cháo)向管道(dào)的内邊(biān)壁,不清(qīng)潔的流(liú)體不會(hui)對錐體(ti)邊界層(ceng)産生沖(chòng)擊,并且(qiě)不易磨(mo)損邊緣(yuán)。其β值長(zhang)期不變(biàn),流量計(jì)不需要(yào)重複标(biao)定,具有(yǒu)長期的(de)精度穩(wěn)定性。
　　流(liú)體在流(liu)經節流(liu)件時,會(hui)産生“一(yī)卡曼旋(xuán)渦”現象(xiang),在流☎️量(liàng)🈲穩定條(tiao)件下,對(dui)差壓檢(jiǎn)測産生(shēng)幹擾而(er)形成“信(xìn)⭐号波動(dong)”。孔闆流(liu)量計會(huì)在孔闆(pǎn)下遊處(chu)形成渦(wō)流,呈高(gāo)幅低頻(pin)的孔闆(pǎn)信号,影(yǐng)響流量(liàng)計的讀(du)數。而V錐(zhuī)流量計(jì)的結構(gòu)是邊壁(bì)逐漸收(shōu)縮節流(liú)，與錐體(ti)後部産(chan)生的幹(gàn)擾流大(da)小相同(tong)方向相(xiang)反而相(xiang)互抵消(xiao)，對信号(hao)擾動很(hen)小，在低(dī)壓流場(chǎng)也能夠(gòu)呈現高(gāo)頻低幅(fu)的壓力(li)脈動，且(qiě)噪聲小(xiao)、信号穩(wen)定。
　　V錐流(liu)量計可(kě)以在低(di)差壓力(li)下正常(cháng)運行，永(yǒng)久壓力(lì)損失低(di)。V錐流量(liàng)計的結(jie)構特點(diǎn)允許有(yǒu)很寬的(de)比範圍(wei)。标準的(de)比範🔞圍(wei)爲0.45.0.55.0.65.0.75和0.85。V錐(zhuī)流量計(ji)“掠過型(xing)”的設計(jì)理🎯念,會(huì)對流體(ti)中☂️的殘(can)渣🐅、凝結(jie)物或顆(ke)粒😘形成(chéng)吹掃沖(chong)刷作用(yòng),因此可(kě)以保✂️持(chí)錐體長(zhang)🏃‍♀️期清潔(jié)。
　　上述短(duan)渦流使(shǐ)V錐下遊(yóu)的流體(tǐ)完全混(hun)合，在很(hen)多需要(yao)即時㊙️和(he)完全混(hun)合的應(ying)用中,V錐(zhuī)常被用(yong)作靜态(tài)混🌍合器(qì)。
2.2V錐流量(liang)計的局(ju)限性
　　V錐(zhui)流量計(ji)檢測元(yuán)件是錐(zhuī)體，流量(liàng)計的流(liu)出系數(shù)受錐角(jiǎo)大小、下(xià)🌈遊取壓(yā)口位置(zhi)、錐體最(zuì)大截面(mian)處軸向(xiàng)長度🏃等(deng)參數的(de)直接影(yǐng)響，但是(shi)目前各(gè)個廠家(jia)尚未形(xing)成統一(yi)規範,V錐(zhui)流量計(jì)仍需遵(zun)循逐台(tái)實流标(biāo)定的原(yuan)則。但是(shi)标準節(jiē)流裝置(zhi)(标🆚準孔(kǒng)闆、标準(zhǔn)噴嘴和(he)标準文(wén)丘裏管(guǎn))能夠達(dá)到國際(jì)标準ISO-5167,按(an)照國際(ji)标準♻️進(jin)行設計(ji)、制造、安(ān)裝和使(shǐ)用。
　　錐體(tǐ)的結構(gòu)特點使(shǐ)得其無(wu)法滿足(zu)雙向流(liu)的流量(liang)🌍測🐇量要(yào)求。與标(biāo)準節流(liu)裝置相(xiang)比,V錐流(liú)量計用(yòng)料更多(duo)，加工工(gōng)藝要求(qiu)嚴格,逐(zhu)🌂台标定(ding)費用高(gāo),使其售(shòu)價較高(gao)。但綜合(he)考慮并(bing)權衡節(jiē)流裝置(zhi)購買價(jià)及安裝(zhuāng)費用、維(wei)護費用(yòng)、因壓損(sǔn)造成的(de)能量損(sun)失等因(yīn)素,V錐㊙️流(liú)量計的(de)總體費(fèi)用是更(geng)合理的(de)。
3.V錐流量(liang)計在FLNG裝(zhuāng)置上的(de)應用優(you)勢
　　陸上(shang)工廠擁(yong)有大量(liàng)空間,對(dui)儀表占(zhan)地要求(qiú)不高,但(dàn)是在空(kong)間擁擠(jǐ)的海上(shang),需要盡(jin)可能地(dì)減少空(kōng)間的使(shi)用。FLNG裝置(zhi)設計緊(jin)湊,實際(jì)工作環(huán)境還涉(shè)及颠簸(bo)、腐蝕等(deng)諸多問(wen)題，因此(cǐ)甲闆上(shang)的生産(chan)裝✨置詳(xiang)細設計(ji)與陸地(dì)同規模(mó)工廠的(de)設計完(wán)全不同(tóng)。V錐流量(liang)計隻需(xu)極短的(de)直⛷️管段(duan)就能取(qǔ)得測量(liang)值,其直(zhi)管段要(yào)求如下(xia):
(1)氣體測(cè)量,雷諾(nuò)數範圍(wéi)(Re)>200000,V錐流量(liang)計測量(liang)氣體的(de)上遊和(he)下遊的(de)最小直(zhí)管長度(du)見表1。若(ruo)≥0.65,表📐中的(de)直管段(duàn)長度需(xū)要增加(jiā)1D。
 
(2)液體測(ce)量,雷諾(nuò)數範圍(wéi)(Re)>200000,V錐流量(liàng)計測量(liang)液體的(de)上遊和(hé)下遊的(de)最小直(zhi)管長度(dù)見👅表2。若(ruo)≥0.65,表中的(de)直管段(duàn)長度需(xu)要增加(jiā)1D.。
 
　　V錐流量(liàng)計的使(shi)用流體(tǐ)非常廣(guǎng)泛,低、高(gao)流速的(de)流體均(jun)🐆可以🐪測(cè)量;V錐流(liu)量計規(gui)格齊全(quán)，适用口(kǒu)徑DN15(1/2")~DN3000(120"),公稱(chēng)壓🆚力0~25001b,工(gong)㊙️作溫度(dù)-200~800℃;且安裝(zhuang)方式⚽靈(líng)活,可以(yi)選擇管(guǎn)道法蘭(lan)✂️式、直接(jie)♉焊接式(shi)、方管式(shi)安裝。V錐(zhuī)🌏流量計(jì)在惠生(sheng)海工爲(wei)Exmar以EPCIC模式(shì)總承包(bao)建設的(de)FLNG(設計🈲液(yè)化能力(li)約50萬t/a的(de)LNG)中得到(dào)了成功(gōng)應用，在(zài)惠生海(hǎi)工的FLNG标(biao)準化項(xiang)目(設計(ji)液化能(néng)力300萬t/a的(de)LNG)也有選(xuǎn)型應用(yong)。
　　需要将(jiāng)液體和(he)氣體流(liú)量計放(fàng)在近海(hǎi)平台、浮(fu)式生産(chǎn)儲油和(he)🚩卸✨油的(de)船、海底(dǐ)裝置這(zhe)些場所(suǒ)時,具有(you)自調節(jie)功能的(de)V錐近海(hǎi)㊙️流量計(ji)所需要(yao)的運行(hang)直管段(duan)比其他(ta)流量計(ji)💋少70%，可以(yi)産生不(bú)㊙️動産和(he)安裝成(chéng)本乃面(mian)的巨大(da)🈲節省,節(jiē)省的成(cheng)本能夠(gòu)超過儀(yí)表本身(shen)的🍓成本(ben)。
4結語
　　V錐(zhuī)流量計(ji)具有精(jing)度高、自(zì)清潔功(gōng)能、實用(yòng)性強、運(yun)行㊙️穩定(dìng)可靠、長(zhǎng)期穩定(ding)性好,方(fāng)便了生(shēng)産,滿足(zú)生産計(jì)量的需(xū)要。且.V錐(zhuī)流量計(ji)的結構(gòu)決定其(qí)不需要(yào)長的🌈運(yùn)行直管(guǎn)段或者(zhě)流量調(diao)節儀表(biao)，安裝條(tiao)件的局(jú)限少，在(zài)空間🚩緊(jin)缺的FLNG裝(zhuāng)置上是(shì)流🔞量測(ce)量儀表(biǎo)選型的(de)重要參(can)考因素(su)。

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