摘要(yao)： 孔闆流(liu)量計 自(zi)出現之(zhi)日起就(jiu)作爲一(yi)種重要(yao)的流量(liang)計被廣(guang)泛應用(yong)，而 錐形(xing)流量計(ji) 作爲一(yi)種新型(xing)流量計(ji)，也有着(zhe)其獨有(you)的特點(dian)并越😍來(lai)越被廣(guang)泛應用(yong)，詳細介(jie)紹了這(zhe)兩種流(liu)量計的(de)特點。
　　 差(cha)壓式流(liu)量計 作(zuo)爲一種(zhong)流量測(ce)量儀表(biao)，具有結(jie)構簡單(dan)，使用壽(shou)命長，适(shi)應性♊廣(guang)範等特(te)點，因此(ci)被廣泛(fan)應用于(yu)電力、化(hua)工、煤炭(tan)、冶金、鋼(gang)😄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(jun)突起的(de)新興🐅力(li)量，憑借(jie)着其獨(du)特的優(you)勢，逐💁漸(jian)被市場(chang)🔆所接納(na)。
1原理介(jie)紹
1.1綜述(shu)
　　錐形流(liu)量計（見(jian)圖1）是一(yi)種新型(xing)的可測(ce)量各種(zhong)雷諾🈲數(shu)的高精(jing)度流量(liang)計，滿足(zu)各種介(jie)質的應(ying)用條件(jian)要求。其(qi)操作原(yuan)理同其(qi)🔞他各類(lei)型的差(cha)壓原理(li)相同，都(dou)是基于(yu)💁密封管(guan)道中的(de)能量守(shou)恒原理(li)。
　　錐形流(liu)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(ai)介🍓質的(de)流動，重(zhong)塑流速(su)曲線，在(zai)錐形件(jian)的⛷️下遊(you)可立即(ji)形😍成負(fu)🌍壓區🚩，管(guan)道上遊(you)的正壓(ya)同經節(jie)🌐流件節(jie)流後的(de)下遊的(de)負壓之(zhi)間有一(yi)壓差，将(jiang)正、負壓(ya)用取壓(ya)口取出(chu)，正壓口(kou)位于🌏管(guan)道的上(shang)遊，負壓(ya)口位于(yu)錐體的(de)末端，通(tong)過測量(liang)兩者之(zhi)間的差(cha)壓，根據(ju)🚩伯努力(li)方程即(ji)可計算(suan)出管道(dao)中的流(liu)量。錐體(ti)位于💋管(guan)線中心(xin)，可對所(suo)測介質(zhi)的流速(su)曲🌍線進(jin)行優化(hua)，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(li)
　　錐形流(liu)量計是(shi)一種差(cha)壓型的(de)流量儀(yi)表，迄今(jin)爲止，以(yi)差壓原(yuan)理👄設計(ji)的流量(liang)儀表已(yi)經有一(yi)百多年(nian)的🔱應用(yong)曆史了(le)。差壓原(yuan)🌈理就是(shi)基于密(mi)封管道(dao)中的能(neng)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(bi)。當壓力(li)降低時(shi)⛹🏻‍♀️，速度會(hui)增加，當(dang)介質接(jie)近錐體(ti)時，其壓(ya)力爲P1，在(zai)介⭐質通(tong)過錐體(ti)的節流(liu)區時，速(su)度會增(zeng)加，壓力(li)會降低(di)爲P2，P1和P2都(dou)通過🔞錐(zhui)形流量(liang)計的取(qu)壓口引(yin)🚩到後接(jie)的差壓(ya)變送器(qi)上，流速(su)發生變(bian)化時，錐(zhui)形流量(liang)計的兩(liang)個取壓(ya)口之間(jian)🔞的差壓(ya)值會增(zeng)大或縮(suo)💚小。當流(liu)速相同(tong)時，若節(jie)流面積(ji)大，則産(chan)生的差(cha)⚽壓值也(ye)大。β值等(deng)于錐體(ti)💋的節流(liu)面積除(chu)以管道(dao)👈内徑的(de)截面積(ji)(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(xian)
　　錐形流(liu)量計在(zai)進行流(liu)量計算(suan)時所采(cai)用的計(ji)算公式(shi)🍓同其🔴他(ta)差壓型(xing)的流量(liang)儀表相(xiang)同，但節(jie)流件的(de)結📧構同(tong)其他儀(yi)表完全(quan)不同，是(shi)通過懸(xuan)挂在管(guan)線中心(xin)❤️的錐形(xing)體來實(shi)👌現的。錐(zhui)💞體可迫(po)使管道(dao)中心的(de)介質繞(rao)着錐體(ti)流動，同(tong)其他傳(chuan)統類型(xing)的差壓(ya)型儀表(biao)相比，這(zhe)樣有很(hen)多優點(dian)。另外，如(ru)果介質(zhi)通過一(yi)個很長(zhang)⁉️的管道(dao)，而且在(zai)管道中(zhong)沒有受(shou)到任何(he)阻礙和(he)幹擾，它(ta)的流速(su)分布就(jiu)很均勻(yun)。
　　通過管(guan)道直徑(jing)上的介(jie)質的流(liu)速每點(dian)都不相(xiang)同，靠近(jin)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(sheng)摩擦造(zao)成的。由(you)于錐體(ti)懸挂在(zai)管線中(zhong)心，它直(zhi)接同流(liu)體的高(gao)速區接(jie)觸，迫使(shi)高速區(qu)的流體(ti)與低速(su)區的流(liu)體相混(hun)合，從而(er)使流速(su)均⛹🏻‍♀️勻化(hua)，高速區(qu)的流體(ti)速度降(jiang)低。這也(ye)是爲什(shi)麽錐形(xing)流量計(ji)能夠測(ce)量低流(liu)速流體(ti)的主要(yao)原因。由(you)于其他(ta)類型的(de)差壓型(xing)流量計(ji)的節流(liu)元件不(bu)與管道(dao)中心🌏處(chu)的高速(su)介質相(xiang)接觸，在(zai)介質流(liu)速很低(di)時，就可(ke)能沒有(you)差📧壓信(xin)号了。
　　在(zai)一般工(gong)況下，流(liu)速很難(nan)均勻分(fen)布。管道(dao)上的任(ren)何變化(hua)都可能(neng)對流體(ti)造成影(ying)響，如彎(wan)頭、閥門(men)、縮徑、擴(kuo)徑、泵、三(san)通等等(deng)，對其他(ta)儀表而(er)言，這是(shi)一個很(hen)難解決(jue)的問題(ti)，而錐形(xing)流量🔞計(ji)的錐⭕體(ti)對上遊(you)流速分(fen)布曲線(xian)重新進(jin)行塑造(zao)，使流速(su)基本達(da)到理想(xiang)狀況。
　　錐(zhui)形流量(liang)計可在(zai)極爲惡(e)劣的情(qing)況下使(shi)流體分(fen)布均勻(yun)（如在緊(jin)鄰儀表(biao)上遊有(you)單彎管(guan)、雙彎管(guan)），以保證(zheng)獲得較(jiao)高的測(ce)量精度(du)。


2錐(zhui)形流量(liang)計的優(you)點及與(yu)傳統孔(kong)闆流量(liang)計的比(bi)較
2.1精度(du)
錐形流(liu)量計精(jing)度高：精(jing)度可達(da)到±0.5%。
孔闆(pan)流量計(ji)精度低(di)：精度基(ji)本在±3%以(yi)下。
2.2重複(fu)性
　　錐形(xing)流量計(ji)重複性(xing)好：優于(yu)±0.1%。由于錐(zhui)體對流(liu)速的整(zheng)形，使流(liu)速達🏃🏻‍♂️到(dao)理想狀(zhuang)态，幹擾(rao)源少，因(yin)此重複(fu)性好🤞。
　　孔(kong)闆流量(liang)計依靠(kao)直管段(duan)對流體(ti)整形，直(zhi)管段整(zheng)形隻能(neng)達📱到🏃🏻較(jiao)🔞爲接近(jin)流體完(wan)全理想(xiang)狀态，并(bing)且孔闆(pan)本身的(de)節流又(you)破壞流(liu)體⛹🏻‍♀️理想(xiang)狀态，因(yin)此幹擾(rao)源較多(duo)，重複♈性(xing)差。
2.3安裝(zhuang)要求
　　錐(zhui)形流量(liang)計安裝(zhuang)要求低(di)：前0D~3D、後0D~1D。無(wu)論是泵(beng)、壓縮機(ji)、閥門或(huo)🈲者彎管(guan)（一個單(dan)彎管或(huo)兩個不(bu)在一個(ge)平面上(shang)的雙彎(wan)管），對測(ce)♋量精度(du)基㊙️本都(dou)沒有影(ying)響。
　　孔闆(pan)流量計(ji)安裝要(yao)求高：一(yi)般前10D、後(hou)5D。複雜工(gong)況還要(yao)加大🙇‍♀️到(dao)前💁20D、後5D。
2.4長(zhang)期穩定(ding)性
　　錐形(xing)流量計(ji)長期穩(wen)定性好(hao)：流體流(liu)經圓錐(zhui)體無突(tu)然波動(dong)🈲，而⁉️是沿(yan)着錐形(xing)體形成(cheng)一個邊(bian)界層，并(bing)引導流(liu)體離開(kai)錐體的(de)後角。所(suo)以，錐體(ti)夾角不(bu)受不清(qing)潔流體(ti)的磨損(sun)，β值可長(zhang)期🥵不變(bian)，并保證(zheng)長期正(zheng)确測量(liang)。
　　孔闆流(liu)量計長(zhang)期穩定(ding)性差：由(you)于流體(ti)流經孔(kong)闆銳利(li)緣口，截(jie)流産生(sheng)高速摩(mo)擦，引起(qi)孔闆口(kou)磨損，髒(zang)污改變(bian)孔闆口(kou)大小，使(shi)β值發🧑🏾‍🤝‍🧑🏼生(sheng)變化，不(bu)能保持(chi)長期正(zheng)确測量(liang)。
2.5信号穩(wen)定性
　　錐(zhui)形流量(liang)計信号(hao)穩定：“信(xin)号波動(dong)”是孔闆(pan)的1/10。流體(ti)流經流(liu)♋量計形(xing)成非常(chang)短的渦(wo)流，這些(xie)渦流使(shi)流量計(ji)産生高(gao)頻低幅(fu)信号🔅，并(bing)且信号(hao)在錐體(ti)尾部流(liu)向中央(yang)，相互抵(di)消，因💁此(ci)幹擾小(xiao)。
　　孔闆流(liu)量計信(xin)号不穩(wen)定：流體(ti)流經平(ping)面後産(chan)生的渦(wo)流較長(zhang)，這些長(zhang)渦流使(shi)孔闆産(chan)生低頻(pin)大幅度(du)的信号(hao)，信号🏃‍♂️幹(gan)擾大，會(hui)嚴重幹(gan)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(ya)損低而(er)量程寬(kuan)：通常量(liang)程比爲(wei)15∶1~50∶1。這是因(yin)爲錐✊體(ti)的流線(xian)型設計(ji)，使壓損(sun)大大減(jian)小，最小(xiao)可至0.06kPa。在(zai)所有的(de)差壓流(liu)量計中(zhong)，隻有錐(zhui)形流量(liang)計的壓(ya)損與文(wen)丘裏接(jie)近。由于(yu)沒有🛀🏻銳(rui)利的邊(bian)緣口,錐(zhui)形流量(liang)計引起(qi)的永久(jiu)性壓力(li)損失恒(heng)定且要(yao)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(xian)遠比♌一(yi)般差壓(ya)流量計(ji)低，因此(ci)量程得(de)以向下(xia)限擴展(zhan)，雷諾數(shu)低至8000仍(reng)可保持(chi)信号線(xian)性。如果(guo)采用曲(qu)線修正(zheng)⭐，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(hao)的重複(fu)性。
　　孔闆(pan)流量計(ji)壓損大(da)、量程小(xiao)：通常量(liang)程比爲(wei)3∶1~5∶1。這是由(you)于平面(mian)阻擋，加(jia)上銳利(li)的邊緣(yuan)口，因此(ci)壓損大(da)，導緻了(le)小😍信号(hao)波動大(da)、幹擾大(da)，小量程(cheng)無法測(ce)量。
2.7β值範(fan)圍和差(cha)壓
　　錐形(xing)流量計(ji)的β值範(fan)圍寬：錐(zhui)形流量(liang)計獨特(te)的幾何(he)形狀允(yun)♉許有廣(guang)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(ding)β值，以保(bao)證特定(ding)的差壓(ya)輸出且(qie)有較大(da)的差壓(ya)信号，滿(man)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(xian)範圍和(he)形式
　　錐(zhui)形流量(liang)計管線(xian)範圍寬(kuan)：錐形流(liu)量計有(you)兩種基(ji)本型式(shi)🌈，即管道(dao)型和插(cha)入型。其(qi)中管道(dao)式錐形(xing)流量計(ji)從1/2”到60”，而(er)插入式(shi)錐形流(liu)量計從(cong)6”到72”。
2.9髒污(wu)的影響(xiang)和維護(hu)
　　錐形流(liu)量計無(wu)停滞區(qu)，長期免(mian)維護：錐(zhui)形流線(xian)型徹💘底(di)吹掃式(shi)設計避(bi)免了流(liu)體中的(de)殘渣、凝(ning)結物或(huo)顆粒的(de)💜滞留，可(ke)以保持(chi)錐體長(zhang)期清潔(jie)。由于錐(zhui)體對流(liu)㊙️體整形(xing)，加速了(le)管壁流(liu)體的流(liu)速，減少(shao)了正取(qu)壓口的(de)髒污停(ting)留，倒角(jiao)的💛設計(ji)，使流體(ti)流經錐(zhui)體後加(jia)速離去(qu)，負取壓(ya)孔不會(hui)污損。所(suo)以，在較(jiao)長的時(shi)間内（2年(nian)㊙️~3年）無需(xu)維護清(qing)洗，可以(yi)保證正(zheng)确測量(liang)。
　　實踐證(zheng)明，錐形(xing)流量計(ji)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(cheng)功使用(yong)，并已在(zai)鋼廠焦(jiao)爐煤氣(qi)流量測(ce)量中得(de)到廣泛(fan)使用。
　　孔(kong)闆流量(liang)計由于(yu)是平面(mian)阻擋，髒(zang)污容易(yi)堆積，一(yi)般需3個(ge)月清洗(xi)一次，才(cai)能較好(hao)地保證(zheng)其精度(du)。
2.10可測高(gao)溫、高壓(ya)介質
　　錐(zhui)形流量(liang)計針對(dui)不同的(de)溫度和(he)壓力，采(cai)用不同(tong)的材質(zhi)🈲，工作溫(wen)度最高(gao)可達700℃，而(er)最大壓(ya)力可達(da)30Mpa。
2.11氣液兩(liang)相介質(zhi)（濕氣）
　　對(dui)濕氣（氣(qi)體中含(han)有水分(fen)）的流體(ti)測量始(shi)終是流(liu)量測量(liang)✨中的一(yi)個難點(dian)。而錐形(xing)流量計(ji)采用獨(du)特的錐(zhui)體設計(ji)，使氣體(ti)中所含(han)有的大(da)部分水(shui)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(du)較低的(de)地方快(kuai)速移動(dong)，從而産(chan)生凝露(lu)，沿錐體(ti)向管道(dao)底部下(xia)滴，由于(yu)錐體對(dui)流體整(zheng)形，加速(su)了管壁(bi)流體的(de)流速，水(shui)份也快(kuai)速通過(guo)，不會在(zai)取壓👨‍❤️‍👨口(kou)産生大(da)量凝露(lu)。所以，氣(qi)體含有(you)少量水(shui)份，對流(liu)量計取(qu)壓口産(chan)生的幹(gan)擾🙇🏻信号(hao)少，提高(gao)了測👣量(liang)正确率(lü)。但是氣(qi)體🛀🏻中含(han)水不超(chao)過5%爲好(hao)，最多應(ying)不超過(guo)10%。
　　孔闆流(liu)量計對(dui)流體阻(zu)擋式設(she)計，在孔(kong)闆中央(yang)産生🔞滴(di)✌️露，同時(shi)管壁流(liu)體受到(dao)阻擋，流(liu)速減慢(man)，正取壓(ya)口附近(jin)産生❗的(de)凝露會(hui)影響👣取(qu)壓信号(hao)；流體流(liu)經孔闆(pan)🐉後産生(sheng)的渦流(liu)，向管壁(bi)✂️作波動(dong)性發散(san)，影響負(fu)取壓口(kou)取壓信(xin)号。因此(ci)，濕氣對(dui)孔闆的(de)測量精(jing)度會産(chan)生📞較大(da)的負面(mian)影響，從(cong)而影響(xiang)測量。故(gu)而，孔闆(pan)及其他(ta)🔴方式測(ce)量濕氣(qi)往往難(nan)以達到(dao)預期的(de)效果。
綜(zong)上所述(shu)，在可預(yu)見的将(jiang)來，錐形(xing)流量計(ji)必将發(fa)揮越來(lai)越重要(yao)的作用(yong)。

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