产品导航:
·
涡街流量计系列
·
涡轮流量计系列
·
电磁流量计系列
·
玻璃转子流量计系列
·
金属转子流量计系列
·
液位计系列
·
智能流量显示积算仪系列
·
节流装置
·
叶轮流量计系列
· 容积式流量计
· 质量式流量计
· 超声波式流量计
   网站导航:
  网站首页 | 流量计内容 |
 流量计介绍 | 流量计热点 |
 流量计新闻 | 流量计动态 |
 流量计专题 | 流量计信息 |
 流量计资讯 | 合作站点
 
中国流量计网-新闻详细内容
供求信息: 节能仪表——均速管流量计
发布时间: 2007-12-11 阅读次数: 6119

均速管流量计(国外称AnnbarTorbarProbarverabaritabar……等),问世已三十八年,名称不同,截面各异,但都是基于皮托管测速原理,以测管道中直线上几点流速来推算流量的一种插入式流量仪表。它具有结构简单,价格低廉,装、拆方便,压损小。从耗材少、运行费用低二方面来看都是一种节能仪表。在当前大力倡导建设节约型经济情况下,是一种值得推荐的流量仪表。

一、    基本原理(图一)

流量Q是单位时间s内通过管道某一截面A的流体体积m3(或质量kg),即Q= m3/s=m2·m/s=A·V

流量也可变换为管道截面A与流速V的乘积,但工业管道中的流速通常不是常数,只有桴截面划为许多单元面积Ai,乘以通过Ai的流速Vi,即流量Q= 。但这种方法过于繁琐。幸好无论管道流速中流速分布多么复杂,在较长的直管段(一般应为30倍直径)后,在流体的粘性作用下,管内的流速分布将呈现对称于圆心的充分发展紊流。在这种情况,只需测直径方向上N个点的流速,就可以准确地推算流量值。

采用皮托管测速原理,通过测流体的总静压,运用柏努利方程就可测量流体的流速值。均速管沿管道直径方向插入管道,流向有数对总压孔,由于沉速不等,所测总压也不相等,在高压腔内平均后,通过高压线,接入变送器高压端;背流向一侧有数对背压孔,所测背压(如处于位流各背压值应相等)在低压腔平均后,通过低压线接至变速器低压端,忽略一些影响不大的因素,均速管的流量计算公式可表示为

Q=AJO2〔ΔP/δ〕 ……①

式中①Q为流量(m3/n);A为系数取决于各参数的单位;

P为管道内很能够(m);ΔP,平均后的高低压之差(Pa;

δ流体密度(kg/m3)。

二、主要特点

1、结构简单、重量轻巧,总共仅10多个零件。

2、适应范围宽阔。可适用于多种流体(气、液、蒸汽);口径自25毫米至9米,压力上限可达40Mpa;温度上限1000℃。

3、节能显著。不可恢复压损仅为孔板几十分之一,年运行费用为孔板1/401/50

4、安装简便。仅需在管道上结一个约40毫米圆孔,焊上安装座即可,不断流型可在低压情况下,不中断流程进行装饰。

5、长期稳定性好。无可支部件,准确度不受粘污、腐蚀等的影响。准确度在可保证直管段长度可达±1%;在直管段长度达不到要求时,重复性也可达到0.2%,适用于工控系统/

6、准确度。在直管段长度无法满足时,由于具有取样性质,准确度难以高于±2%3%,不宜作为计量仪表,特别是贸易核算收费情况。

7、防堵性。早期均速管,背压仅一细管,易于堵塞,要求流体洁净度高,新型均速管背压采用多点,且空腔较大,可改善易堵塞情况。

三、目前常用的几种均速管

均速管在上世纪60年代末期推向市场,最早检测杆截面开头为圆形,后发现流体在雷诺数Re105时,在圆截面上分离点为78°;而Re106时,分离点将转为130°,当Re处于105106之间时,分离点不确定,因而引出流量系数有近±10%的偏差。在70年代末期,国内外逐渐推出了分离点确定的菱形截面检测杆(国外称钻石Diamonr)以取代圆截面。目前常用的有以下几种:

1、菱形—Ⅰ型(图2a),由美国DSI公司1978年推出。由于均速管一般应使用在位流中,即管道横截面积有横向流动,背压应相等,可以仅取一点背压,用一根内径约3毫米的细管引至变送器,但现场流体大多不够洁净,常有堵塞故障发生。目前国内仍有厂家生产,国外早已弃而不用。

2、托巴管(图2b),由英国托巴(TFL)流量计公司,1985年推出,在圆形检测杆,??出一个大角形,迫使流体在六角处分离,它与菱形—Ⅰ型早期采用过的忠压引出管,实践证明,不仅没有什么优异的性能,反而增大易于堵塞的弊病,这种结构早被国内外生产厂商所淘汰。国内某厂推一种专利产品,亦称托巴管,其实就是在每个总压检测孔上焊一个弹头,检测杆仍为圆形。它既没有弹头型控制附面号的优点,又保留了圆截面分离点不确定的缺点。匠心何在?难以理解!

3、菱型—Ⅱ型

总压、背压检测孔均采用24对,在高、低压腔中平均后,分别引至差压变送器高低压端。美国DSI上世纪末期(1984年)推出的Probar产品(图2C-1)由三个型材(一个菱形、二个三角形)组合成检测杆。而德国的intra-automation公司于上世纪90年代推出了一体化结构(图2C2),称为Itabar的产吕,检测有内用隔板分为高低二个压力腔,强度好,不易泄漏,且采用高强度耐热钢后,耐压可达40Mpa,耐温可达100℃。ProbarItabar的检测杆都采取了复合结构,可将温度变送器插入检测杆组成一体化智能质量流量计。

4、弹头型(图2D

1992年由美国Veris公司推出,称为Verbar(威力巴)。

Verbar在其弹头前端表面做了粗糙处理(X/Ks200),认为处理后可保证形成紊流附面层,提高测量准确度。附面层由层流转变为紊流虽会影响准确度,但这种影响相对其他因素来说是微不足道的,而弹头形及静压点的位置,却使其输出差压相对其他类型均速管偏低不少,影响了它在低密度、低流速情况下的选用。

5T型(图2E

T型结构正对流向2001年由美国DSI公司推出,有二排密集的总压检测孔(直径约2mm)或取压槽,背流回一测采用了二排背压孔。认为这样的设计可获得“更多”的速度分布,有利于提高准确度。其实总压孔即或是密集到变成了槽口,也只能测管道中某一直径方向的流速。而在直管道不够长,直径方向上的流速颁不足以反映整个截面时,这种设计毫无意义。用槽口代替总压孔,在几十年前就出现过,并未推行说明没有实用价值,其次,采用较小的总压孔(或槽)却易于堵塞。事实上并非厂商所说T形检测杆正前方形成了高压区,粉尘不易进入。如真是这样,汽车挡风玻璃板上还有用雨刷的必要吗?

四、定位——适用于检测、监控系统

均速管优点不少,如节能、结构简单、安装方便……,但正所福“福兮祸所伏,祸兮福所倚”,这些优点也不可避免地带来一些不足之处,如准确度不够高,易堵塞……待。如前所述,均速管是一种插入式,具有取样性质的仪表,在直管段不能达到要求时,无论采用什么形式的检测杆都难以达到厂商所宣传的±1%精确度,而重复性却可优于0.5%

20多年前,W·Rahmeyer等人已进行了验证。他们将均速管安装在阻力件(阀门、弯头φ……)后2/2D,即在非充分发展紊流条件下进行系统地试验。试验表明,在直管段小于45D时,流量系数的偏差可达到±8%以上,而重复性却可优于1%。说明了对于均速管这种取样性质的仪表,直管段长度对其准确度的影响至关重要。而对重复性的影响却微不足道!

在实际应用中,由于均速管特别适用于大管道,一般情况都难以保证足够长的直管段,即无法具有较高的准确度,均速管在流程工业中还有无立足之地?仪表一般有以下三种用途:①用于贸易、经济核算的计量,准确度应放在首位。

②用于工控系统信号源头的检测,重复性是主要的。

③用于监控工艺流程是否正常工作,可靠性是优先考虑的。

例如:对于一个锅炉的燃烧系统,必需测空气流量来调控燃料量,以保证最佳的空气燃料比。这时如用均速管测空气,只要它的输出能反映空气的变化,二者呈一一对应的单值函数关系,不随意变化,即重复性好就可以了。至于空气的绝对量,人们无需知道。其次,均速管也适用于监控工艺流程是否正常,如我国西气东输,木直径的干线流量计,并不涉及计量收费问题,在96支干线流量计,就采用了50支均速管,占52%

在大口径的流量检测,监控系统中,均速管以其显著的节能效果,优异的性价比,常作为首选仪表。

五、小结——扬长避短,各取所需。

流量仪表由于影响因素较多,相应的品种也十分多,当前还没有一种流量仪表可取代其他仪表而一统天下,对于每一种仪表来说都只能扬长避短,在己之长的领域中发挥作用。业界专家忧虑地指出,由于准确度不够,均速管作为计量、贸易结算的基础尚不牢靠,并建议:Ⅰ将国内外均速管检测件选用一种作为标准形式Ⅱ建立流量系数数据库;Ⅲ对现场安装条件进行试验研究。这些建议看来诱人,但实施却不现实,实施一项国际性的标准化计划由谁组织?我国二十多年改制将一切研究所都推向了市场,无人过问基础性研究,要实施这样一个计划,由谁埋单?

近年来,有些流量仪表发展很快,据“Flow·Research”报告分析,近年来超声及哥氏流量计发展很快,年销售增长率分别为10.4%ey 6.9%。这二种仪表准确度都可达到±0.5%,完全可以胜任计量、贸易结算。均速管的研究,生产厂商应克服“尔有弊帚,学之千金”的心态,一定要将这种插入式仪表应用到计量、贸易结算领域,能不断总结应用中的问题,勇于创机关报,能在检测、监控领域中充分用好均速管,就是很大的贡献

 

打印本页 | 关闭窗口
 
产品导航:涡轮流量计 涡街流量计 玻璃转子流量计 金属管浮子流量计 磁翻柱液位计 液位计 流量计 电磁流量计 中国流量计网 液体涡街流量传感器
Copyright © 1996-2008 中国流量计网 Corporation, All Rights Reserved