V錐流量計

    V錐流量計是在管道中心處懸掛一錐形節流件，錐形件阻礙介質(zhì)的流動(dòng)，重塑流速曲線(xiàn)，在錐形性的下游可立即形成低壓區，管道上游的正壓同經(jīng)節流件節流后的下游的負壓之間有一差壓，將正、負壓用取壓口取出，正壓口位于管道的上游，負壓口位于錐體的末端，通過(guò)測量?jì)烧咧g差壓，根據伯努力方程即可計算出管道中的流量，錐體位于管線(xiàn)中心，可對所測介質(zhì)的流速曲線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化,因此測量精度高，對儀表上、下游的直管段要求低。
    V錐流量計又稱(chēng)內錐流量計、V錐、錐形流量計，是一種新型差壓流量計，和其它類(lèi)型的差壓流量計的基本原理相同，都是基于密封管道中的能量守恒原理，XT-LVZ系列V錐流量計的獨特設計，擴大了流量測量范圍，并避免了傳統差壓流量計的一些局限性，工作性能更優(yōu)。XT-LVZ系列V錐流量計是在管道中心懸掛一個(gè)錐形截流件，錐形件阻礙介質(zhì)流動(dòng)，重塑流速曲線(xiàn)，測量介質(zhì)包括水、蒸汽、空氣、天然氣、氮氣、焦爐煤氣和有機氣體等。介質(zhì)條件可從深低溫到超臨界狀態(tài)。工作溫度*高450℃，*大壓力25Mpa，可測量*高雷諾數為5*106，*低雷諾數為8*103甚至更低。產(chǎn)生滿(mǎn)刻度差壓信號從*低小于0.1 千帕到*高幾十千帕。可測量各種工況(溫度和壓力)條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相(濕氣、液相質(zhì)量比≤5%)、粉末、高粘度、高流速、臟污、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振動(dòng)、電磁干擾等介質(zhì)的流量。流體的條件可從深低溫到超臨界狀態(tài)。工作溫度*高850℃，*大壓力42.0MPa。若用特殊結構材質(zhì)，溫度壓力還可以更高?？蓽y量*高雷諾數500萬(wàn)，*底雷諾數8000甚至更低。產(chǎn)生滿(mǎn)刻度差壓信號從*低小于0.1千帕到*高幾十千帕。

    法蘭取壓型V錐流量計(VF)，采用實(shí)心錐體截流體，并在管壁用法蘭取壓，配上遠傳差壓變送器，可有效防止取壓口的堵塞，適合于含有固體顆粒粉塵介質(zhì)、高粘度液體及臟污介質(zhì)。

特點(diǎn)：
流量計精度：±0.5％、±1.0％、±1.5％系統精度須參照應用條件及二次表的精度。
重復性好：優(yōu)于±0.1%
量程比寬：正常情況下為10：1，若有必要也可加大。
直管段要求低：流量計前0~3D 直管段、后0~1D 直管段即可保證測量精度。實(shí)驗證明，V錐流量計可以接近單彎管或不同平面的雙彎管而對精度影響很小。
長(cháng)期穩定性好：錐體的外形設計保證流體在流經(jīng)錐體時(shí)是一種漸變的過(guò)程，無(wú)突變，β值可保持長(cháng)期不變，儀表可長(cháng)期使用不需標定。
信號穩定：所有差壓流量計都會(huì )有“信號波動(dòng)”，也就是說(shuō)即使流體非常穩定，通過(guò)一次節流元件產(chǎn)生的信號也會(huì )有波動(dòng)。對孔板而言，在節流件后形成的旋渦較長(cháng)，這些長(cháng)的旋渦會(huì )產(chǎn)生高幅、低頻波動(dòng)信號，這些信號會(huì )對差壓表的讀數造成干擾。而錐形流量計會(huì )在其下游形成小旋渦，產(chǎn)生低幅、高頻波動(dòng)信號。
壓損?。河捎跊](méi)有突出的擋板，因此錐形流量計的**壓力損失比孔板低3/4。
無(wú)滯留死區：錐體的“吹掃式”設計不存在死區，因此在錐體上不會(huì )堆積流體碎片、粘渣或雜質(zhì)。
混合器作用：V 錐流量計的下游所產(chǎn)生的旋渦是短旋渦，可在下游將介質(zhì)混合，因此，目前V錐形流量計在作為流量計工作的同時(shí)，還可在很多場(chǎng)合用做靜態(tài)攪拌器，可迅速而充分的將介質(zhì)攪拌均勻。

結構形式：
    具體外形結構見(jiàn)圖：

V錐流量計工作原理

（1）對流體的均速作用

     流體在管道中流動(dòng)實(shí)際上是這樣一種狀態(tài)，當流體流動(dòng)不受任何阻礙和干擾達到充公發(fā)展狀態(tài)時(shí)，其速度分布為：越靠近管道中心流速越快，在中心處達到*快、越靠近管壁流速越慢，在管壁處接近零。大多數流量?jì)x表測量流量涉及到流速時(shí)，由于無(wú)法改變這種快慢不均的狀態(tài)，只能忽略管道中流速有快慢之分的實(shí)際情況而假設流速是均等的。而v錐流量計由于錐形體處在管道中心，它直接把流體從高速流動(dòng)的中心部位分開(kāi)，使流速快的流體分別向四周流速慢的流體靠攏并拉動(dòng)它們混合一起流動(dòng)，這種快慢混合的結果就是：原本流速快慢的差別消失了，流體變成了真正的均勻流動(dòng)。流體流速被均勻化所帶來(lái)的好處就是：測量信號真實(shí)反映了被測流體的實(shí)際值，并使得在低流速時(shí) v錐流量計前后仍能產(chǎn)生足夠準確的差壓，隨著(zhù)流速的降低，這種作用更加顯著(zhù)，而這種情況對于傳統的差壓式流量計可能早已不能測量了。

（2）具有很強的抗干擾（旋渦流）能力

     大家都知道流體流動(dòng)遇到阻擋物時(shí)會(huì )產(chǎn)生“旋渦流”，這就是**的“卡曼旋渦”現象，渦街流量計就是基于這個(gè)原理工作的。同樣道理象孔板、錐體等節流件在管道中也是阻擋物，在節流件后部除了產(chǎn)生靜壓力外必然也會(huì )產(chǎn)生旋渦流。然而這個(gè)旋渦流對于渦街流量計來(lái)講是有用的信號對于差壓式儀表來(lái)講卻是有寄存器的干擾，見(jiàn)（圖4）。這個(gè)干擾在節流件下流（負壓端）會(huì )產(chǎn)生“信號跳動(dòng)“現象，它會(huì )嚴重干擾正常信號的測量。錐形的結構是邊壁節流，節流件后部產(chǎn)生干擾流的分布是等量相反（對稱(chēng)分布）而相互抵消，因此使干擾程度大大減輕。而孔板等傳統節流件是中心節流，產(chǎn)生的干擾流方向直接指向取壓口，嚴重干擾了測量信號，特別是小流量時(shí)干擾甚至大于測量信號而無(wú)法正常工作。經(jīng)過(guò)大量的試驗和科學(xué)檢測證明：孔板負壓端產(chǎn)生的是“高幅度低頻率跳動(dòng)”，而錐形體負壓端產(chǎn)生的是“低幅度低頻率跳動(dòng)”。

（3）對流體的整流功能

      絕大多數流量?jì)x表要求足夠長(cháng)的前后直管段，目的就是為了使流體流動(dòng)狀態(tài)成為充分發(fā)展管流以復現實(shí)驗條件下的流動(dòng)狀態(tài)。然而這種苛刻的要求常常由于復雜的現場(chǎng)（如各種閥門(mén)、彎頭、縮徑、擴徑、泵等）而不能滿(mǎn)足，所帶來(lái)的結果必然是測量誤差的增大。因此，絕大多數流量?jì)x表很難在不滿(mǎn)足直管段條件下取得準確的測量值。
      而 錐型（形）流量計卻不同，由于它邊緣節流的特殊結構，使得流體在遇到V形節流件時(shí)，被強迫按照“管壁與節流件之間由寬逐漸變窄的狹長(cháng)通道”內流動(dòng)，該通道可以等效為一個(gè)管式整流器，經(jīng)過(guò)這個(gè)通道后，各種干擾流的變化為：不規范流動(dòng)——被迫在規定的通道流動(dòng)——變成規范流動(dòng)。因此它能夠對上游處因各種外界因素引起的不規則的流動(dòng)畸變自動(dòng)進(jìn)行矯正整流，從而使達到測量區的流動(dòng)形成了規則的流動(dòng)。因此只需極短的直管段也能取得準確的測量值，由此大大減輕了用戶(hù)的工作量和投資，這是大多數流量?jì)x表無(wú)法相比擬的。
 （4）節流件耐磨損的特點(diǎn)

      我們都知道節流式差壓儀表的測量精度是靠它的“幾何尺寸”保證的，這一點(diǎn)錐形與孔板是一樣的。但是由于孔板測量關(guān)鍵部位易磨損，它的測量誤差隨著(zhù)使用時(shí)間在緩慢變大。而從 錐型（形）流量計的節流件結構可以看出：其關(guān)鍵的節流邊緣是處在節流件后部的鈍角，并順著(zhù)流體方向。當流體流過(guò)節流件表面和管壁間的通道時(shí)，會(huì )形成“邊界層效應”，該效應會(huì )使流體到達測量部位前，逐漸離開(kāi)了節流邊緣一個(gè)微小的距離，這樣就使被測流體不與節流件關(guān)鍵部位接觸，因此就不可能有磨損情況發(fā)生，其關(guān)鍵部位的幾何尺寸（β值）就能保持長(cháng)期不變。所以不用重復標定也能長(cháng)期穩定工作。 

（5）自清潔功能

      如前所述，由于流體在靠近管壁處的流速變慢極容易使臟污物等沉淀或附著(zhù)在管壁上，對于孔板等傳統差壓儀表還會(huì )在前面堆積。那么流體在塔形流量計流動(dòng)時(shí)會(huì )是一種怎樣的情況？當流體進(jìn)入測量管并流過(guò)節流件四周的通道時(shí)，由于該通道是管壁與節流件間形成的由寬逐漸變窄的通道，它迫使流體流動(dòng)速度高于管道其他部位并逐漸加快，在到達節流件測量的關(guān)鍵部位時(shí)流速*快，從而對管壁、節流件表面附近形成了吹掃沖刷作用，所有臟污雜物不可能在這里停留或附著(zhù)，所以不會(huì )產(chǎn)生臟污的積垢，更不存積垢死角。v 錐型（形）流量計這一獨特的吹掃式設計，決定了它用在高爐煤氣、焦爐煤氣等臟污流體測量中，不會(huì )使粉塵、焦油等臟物在節流件和管壁附近堆積，附著(zhù)及堵塞取壓孔。

（6）強大的防堵功能

     上述介紹的錐形流量計的自清潔功能，當流體屬于特臟型或含有大量粉塵雜質(zhì)時(shí)，常規的V 型（形）流量計有時(shí)也不能徹底解決，國內外實(shí)際使用中，時(shí)有發(fā)生因堵塞取壓孔而導致測量失敗的事例。
     為此我公司經(jīng)過(guò)多次試驗已于去年研制成功具有可控加熱的v錐型（形）流量計；具有噴涂特殊材料涂層的v型（形）錐流量計；具有多孔取壓的v型錐（形）流量計；專(zhuān)用于高爐、焦爐煤氣等特臟污流體流量的測量。 

（7）在設計計算上比標準節流件準確

    對這個(gè)問(wèn)題下面以計算孔板為例來(lái)說(shuō)明。
    在孔板計算中用戶(hù)必須把管道直徑“D”值提供給計算者，D參數是設計孔板的一個(gè)重要數據，因此標準中對它有嚴格的規定：要求在節流件前（0～0.5）D長(cháng)度上，至少取3個(gè)截面測出12個(gè)數據，然后取其平均值作為D值來(lái)計算孔板。然而這個(gè)規定在實(shí)際中很難做到，因為大多數情況都是在原有的工藝管道上后安裝v錐流量計，不可能為了測量D值而停車(chē)割開(kāi)管道，大多數習慣上都是以公稱(chēng)直徑報給設計者（除非連同直管段一道購買(mǎi)加工）。我們知道管道的尺寸通常是以公稱(chēng)值來(lái)標注的，而鋼管產(chǎn)品是按外徑和壁厚系列組織生產(chǎn)的。不同的壁厚可以導致同一系列的鋼管直徑相差*大達十毫米之多，以這樣不準確D值來(lái)計算節流件，其結果就是“假值真算”，再**的計算軟件算出來(lái)結果也是不會(huì )準確的。
    v錐流量計，是把測量管和連接法蘭整體焊接在一起的一個(gè)產(chǎn)品，雖然D值的要求也很?chē)栏?，但是這個(gè)工作是由儀表制造廠(chǎng)家來(lái)做的。測量管是在制造廠(chǎng)進(jìn)行準確測量或者進(jìn)行機械加工來(lái)達到所要求數值，根本不需要用戶(hù)再為管道的D值是否精確而為難，用戶(hù)只要把管道的壁厚系列提供給儀表廠(chǎng)以便選配同系列的測量管就可以。由于v錐形流量可以把D值控制的非常精確，從而避免了孔板等差壓式儀表因D值不準確而帶來(lái)的計算上的誤差。
 （8）壓力損失小

     v錐流量計的結構特點(diǎn)是流線(xiàn)型節流件，采用“逐漸節流方式”工作，完全不同于孔板等傳統差壓式儀表“突然節流”的工作方式，所以它的壓力損失小，約是孔板的1/3。因此對于那些“低壓力、大流量”流體測量來(lái)講，比傳統差壓式儀表有很大的優(yōu)越性。

V錐流量計選型

V錐流量計應用范圍：

潔凈氣/液體

臟污氣/液體

腐蝕性液體

粘性液體

磨蝕漿液

含纖維漿液

低流速流體

蒸汽（氣）

高溫流體

低溫流體

不充滿(mǎn)管道

非牛頓流體

明渠

V錐

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孔板

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文丘里管

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噴嘴

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勻速管

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彎管

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○：設計**      ◎：在一定的條件下可用      √ ：通?？捎?nbsp;       ╳：不適用