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流量計的原理及應用概況
點擊次數(shù):1037 更新時間:2019-09-12

按照目前廣泛的分類法分別來闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內(nèi)外的發(fā)揮在那情況:

靶式

靶式流量計是基于力學原理的一種流量計,它在工業(yè)上的開發(fā)應用已有數(shù)十年的歷史。新型SBL靶式流量計是在傳統(tǒng)靶式流量計的基礎上,隨著新型傳感器、微電子技術的發(fā)展研制開發(fā)成的新型電容力感應式流量計,它既有孔板、渦街等流量計無可動部件的特點,同時又具有很高的靈敏度、與容積式流量計相媲美的準確度,量程范圍寬。

中國于20世紀70年代開發(fā)電動、氣動靶式流量變送器它是電動、氣動單元組合儀表的檢測儀表。由于當時力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機構,這種流量計使用時不免帶來力平衡機構本身所造成的諸多缺陷,如零位易漂移,測量度低,杠桿機構可靠性差等。由于力平衡機構性能不佳的拖累,靶式流量計本身的許多優(yōu)點亦未能得到有效的發(fā)揮,至今用戶對舊靶式流量計的不良印象仍未消除。

新型SBL靶式流量計的力轉(zhuǎn)換器采用應變式力轉(zhuǎn)換器,它*消除了上述力平衡機構的缺點,新型靶式流量計還把微電子技術和計算機技術應用到信號轉(zhuǎn)換器和顯示部分,流量計具有一系列優(yōu)點,相信今后在眾多流量計中發(fā)揮重要的作用。

差壓式

差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件與流體相互作用產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。

差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)換器和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計,文丘里流量計,均速管流量計,皮托管原理式,畢托巴流量計等。

二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化(系列化、通用化及標準化)程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數(shù),也可測量其它參數(shù)(如壓力、物位、密度等)。

差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為:節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。

檢測件又可按其標準化程度分為二大類:標準的和非標準的。

所謂標準檢測件是只要按照標準文件設計、制造、安裝和使用,無須經(jīng)實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。

非標準檢測件是成熟程度較差的,尚未列入標準中的檢測件。差壓式流量計是一類應用廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居*。由于各種新型流量計的問世,它的使用量百分數(shù)逐漸下降,但目前仍是重要的一類流量計。

差壓式流量計流體體積流量公式為:

v=aA√2/j(p-q)

v--體積

j--液體密度

a--流量系數(shù),與流道尺寸取壓方式和流速公布有關

A--孔板開孔面積

p-q--壓力差

優(yōu)點:

(1)應用多的孔板式流量計結構牢固,性能穩(wěn)定可靠,使用壽命長;

(2)應用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;

(3)檢測件與變送器,顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn),便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。

缺點:

(1)測量精度普遍偏低;

(2)范圍度窄,一般僅3:1~4:1;

(3)現(xiàn)場安裝條件要求高;

(4)壓損大(指孔板,噴嘴等)。

注:一種新型產(chǎn)品:引進美國航天航空局而開發(fā)的平衡流量計,這種流量計的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的5-10倍,壓力損失1/3。壓力恢復快2倍,小直管段可以小至1.5D,安裝和使用方便,大大減少流體運行的能力消耗。

應用概況:

差壓式流量計應用范圍特別廣泛。在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用。如流體方面:單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等;工作狀態(tài)方面:常壓、高壓、真空,常溫、高溫、低溫等;管徑方面:從幾mm到幾m;流動條件方面:亞音速,音速,脈動流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。

1、常用標準節(jié)流裝置(孔板)、(噴嘴)、(文丘利管)。

2、常用非標準節(jié)流裝置有(雙重孔板)、(圓缺孔板)、(1/4圓噴嘴)和(文丘利噴嘴)。

3、孔板常用取壓方法有(角接取壓)、(法蘭取壓),其它方法有(理論取壓)、(徑距取壓)和(管接取壓)。

4、標準孔板法蘭取壓法,上下游取壓孔中心距孔板前后端面的間距均為(25.4±0.8)mm,也叫1英寸法蘭取壓。

5、1151變送器的工作電源范圍(12)vdc到(45)vdc,負載從(0)歐姆到(1650)歐姆。

6、1151dp4e變送器的測量范圍是(0~6.2)到(0~37.4)kpa。

7、1151差壓變送器的大正遷移量為(500%),大負遷移量為(600%)。

8、管道內(nèi)的流體速度,一般情況下,在(管道中心線)處的流速大,在(管壁)處的流速等于零。

9、若(雷諾數(shù))相同,流體的運動就是相似的。

10、當充滿管道的流體流經(jīng)節(jié)流裝置時,流束將在(縮口)處發(fā)生(局部收縮),從而使(流速)增加,而(靜壓力)降低。

11、1151差壓變送器采用可變電容作為敏感元件,當差壓增加時,測量膜片發(fā)生位移,于是低壓側(cè)的電容量(增加),高壓側(cè)的電容量(減少)

12、1151差壓變送器的小調(diào)校量程使用時,則大負荷遷移為量程的(600%),大正遷移為(500%),如果在1151的大調(diào)校量程使用時,則大負遷移為(100%),正遷移為(0%)。

13、1151差壓變送器的精度為(±0.2%)和(±0.25%)?!∽ⅲ捍蟛顗鹤兯推鳛?plusmn;0.25%

14、常用的流量單位、體積流量為(m3/h)、(t/h),質(zhì)量流量為(kg/h)、(t/h),標準狀態(tài)下氣體體積流量為(nm3/h)。

15、用孔板流量計測量蒸汽流量,設計時,蒸汽的密度為4.0kg/m3,而實際工作時的密度為3kg/m3,則實際指示流量是設計流量的(0.866)倍。

16、用孔板流量計測量氣氨流量,設計壓力為0.2mpa(表壓),溫度為20℃,而實際壓力為0.15mpa(表壓),溫度為30℃,則實際指示流量是設計流量的(0.897)倍。

17、節(jié)流孔板前的直管段一般要求(10)d,孔板后的直管段一般要求(5)d,為了正確測量,孔板前的直管為(30~50)d,特別是孔板前有泵或調(diào)節(jié)閥時更是如此。

18、為了使孔板流量計的流量系數(shù)α趨向定值,流體的雷諾數(shù)應大于(界限雷諾數(shù))。

19、在孔板加工的技術要求中,上游平面應和孔板中心線(垂直),不應有(可見傷痕),上游面和下游面應(平行),上游入口邊緣應(銳利無毛刺和傷痕)。

浮子

浮子流量計,又稱轉(zhuǎn)子流量計,金屬轉(zhuǎn)子流量計,成豐玻璃轉(zhuǎn)子流量計,是變面積式流量計的一種。在一根由下向上擴大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的,從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。

浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍寬廣的一類流量計,特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。

80年代中期,日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。中國產(chǎn)量1990年估計在12~14萬臺,其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。

特點:

(1)玻璃錐管浮子流量計結構簡單,使用方便,缺點是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風險;

(2)適用于小管徑和低流速;

(3)壓力損失較低。

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