V锥流量计的基本测量原理

2020-06-03 10:36:23

V型内锥式流量计(V锥流量计)是利用同轴安装在管道中的V型尖圆锥将流体逐渐地节流收缩到管道的内边壁,通过测量此“V”型内锥体前后的压差来测量流量。在尖圆锥体的两端产生差压,高压力(正压)是在上游流体收缩前的管壁取压口处(前取压孔)测得的静压力P,而低压力(负压)则是在圆锥体朝向下游端面,锥中心轴处所开取压孔处(后取压孔)的压力B,这种取压方式为中心取压,本文所采用的都是中心取压。如图所示。

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由于流体不是被迫收缩到管道中心轴线附近,并且也不再是一个阻挡物节流件令流体突然改变流动方向,而是利用这种结构新颖的内锥式节流装置实现了对流体的逐渐朝向管内边壁的收缩节流,使内锥式流量计具有了一系列独特的优点。这种流量计在其节流件的下游只会产生高频低幅的喘流小涡流,因而差压变送器所测量到的差压信号便是低噪声信号。这样在低压力的取压孔处可以测得灵敏度分辨率优于2.5mm水柱的压力,从而利用一台差压式变送器就能获得很宽的量程比(大于15;1)和很好的重复性(优于士0.1)。

由于V型内锥的安装方式使得管道中的流体在流经该节流件时会逐渐向管壁收缩,从而实现对节流装置的自清扫,清扫液体中的含气或者气体中的含液以及气液中所含的固体颗粒,将他们吹向下游,始终确保没有污物在流量计中沉积或堆积。同时流体与内锥的相互作用使得内锥能矫正已畸变的速度分布,并能在很大程度上消除漩涡二次流,起到流动整流器的作用,如图1.3和1.4所示。山于V型内锥式流量计不受速度分布的影响,所以在安装过程中可以大大减小上下游直管段的长度。

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V型内锥式流量计在密闭管道中满足能量守恒定律和流动连续性方程,即伯努力(Bernouli)定理。内容为在流量恒定的管段中,其流体的压力与该管段中流体流速的平方成反比。


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