随着工业的日益发展对于现在所用的管道口径逐渐增大。采用以往的流量计不仅起不到很好的效果也更加的费时费力。而采用型的流量计成本又太高。所以对于加个适中又能起到很好效果的流量计理所当然的受到人们的关注与选用。而我们今天就为大家介绍一下这款产品——插入式涡街流量计，关于它的产品度。
一、插入式流量计的种类与特点
1、种类
对流量仪表的划分一般是按原理进行的如节流涡街电磁超声等这些仪表大多通过法兰安装在管道上。而插入式流量计顾名思义是以插入形式安装的流量仪表通过测量管道中的一点(或几点)的流速来推算流量的。可以说凡是可以测量流速大小的仪表均可以测量流速大小的仪表均可成为插入式流量计(本文只讨论测一点流速的插入式流量计)这类流量计目前常用的有
(1)皮托管是一种经典较为准确的流速计几十年前常用于现场测量由于易于堵塞输出差压小现很少用于工业现场但仍常用于校验。
(2)皮托—文丘里管也称为双喇叭管或双文丘里管也是基于皮托管测速原理只是结构上采取了加速降压措施在相同流速条件下可较皮托管获得更大的差压且不易堵塞可耐高温但度不高。
(3)其他如涡街涡轮电磁等流量仪表均可反映流速的大小。可将其做成精小的测量头通过测量管道中某点的流速来推算流量
2.优、缺点
(1)结构简单轻便制造成本较低。
(2)压损小运行费用低是一种节能仪表。
(3)一种结构可用于多种口径(限于点速式)可减少用户备用数量。
(4)便于包装运输安装维护。
(5)可不断流进行安装拆卸避免了断流造成的经济损失。
(6)管道中的流速分布对测量度影响太大要求直管段长达30d~50d。
(7)现场情况复杂对其应用有很大影响难以标准化。
(8)度很难提高一般只能达到±(3~5%)。
二工业管道中的流速分布
1.充分发展紊流
按定义管道中的流量qv等于管道截面积a乘以通过此截面的轴向流速v即qv=av。但由于管道上游的各种阻力件(弯头变径管岐管阀门等)的影响流速分布十分复杂不仅不是常数还有径向分速漩涡及二次流所幸在实际流体的黏性作用下通过30—50倍管径长度的直管段后流速分布将趋于一种较为固定的形式这种流动称为充分发展流。几十年来工程界约定将这种流动作为流量测量的标准流动
早在1932年nikuradse就对光滑管中的这种流动进行了系统测试并用(1)进行了描述v=vm(y/r)1/n(1)式中v——在测量点的流速vm——管道中心的大流速y——测量点至管壁的距离r——管道半径n——指数取决于雷诺数re。re4×1032.3×1041.1×1051×1062×106n66.678.810表一雷诺数re与指数n的关系尽管后来不少人认为在管壁y=0及中心y=(0.8—1)r处式(1)与实际情况有些出入但因其简单至今仍常用于描述充分发展紊流。
2.平均流速点yc由于充分发展紊流的流速旋转对称于轴心则流量qv可用积分表示
三、影响流量度的因素
1.流速分布
以上分析的前提是测量头必须处于充分发展紊流中要满足这个条件其上游直管段的长度就应达到所示的要求。由于插入式流量计多用于大口径管道在实际应用中很难达到所示的要求由此将带来较大的误差。初步测试表明这种以测点速确定流量的插入式流量计当直管段不足8d时流速误差将达到±(10-15)%l达到15d后可减小大±(5-8)%而如果直管段长度达到表2所示的要求时仅受雷诺数re及粗糙度的影响可控制在±(0.7-1)%。附带说如采用测多点流速插入式流量计(如均速管即使直管段只有8d—10d度也将会提高不少。
2.阻塞度
插入式流量计的插入杆及测量头将减少测量截面改变流速大小及分布由此带来流量测量的偏差用来表示。
阻塞系统s可表示为四流量度的估算
1.误差的传递
流量qv是一些独立参数x1x2……xn的综合推导量如σx1σx2……σxn是对各独立参数标准偏差的估计值。
2.度的估算
(1)测量头位于平均流速点处
如上所述当插入式流量计测量头位于截面平均流速点处时影响度的因素有速度分布阻塞度截面积速度阶梯流速。
五、几点说明和建议
(1)评估的度仅供参考
本文对插入式流量计的度进行了量的评估估计了各种影响因素的大小虽有一定的依据且就低不就高也仅供参考并非不可变更的。在今后的实用中如减少了某些因素的偏差总的度当然可能提高。但要达到±1%目前还是不可能的。
(2)流速分布式决定因素
当直管段长度l达到表2的要求时管内流动的为充分发展紊流流速分布带来的偏差σv/v仅取决于雷诺数re及粗糙度ε大致为0.007~0.01与其他因素的偏差接近而其他偏差仍将起作用。而当l达不到表2的要求时σv/v将可能达到0.05~0.15大于其他偏差近10倍如平方后则大于百倍成为影响度的决定性因素。它说明了即使生产厂家将测量头的度提的再高由于使用条件达不到要求对提高流量度将无济于事难以奏效。
(3)流场调整器(flowconditioners)的作用
为解决现场直管段短又要获得理想流场的矛盾40年来不少人为此努力并研制了不少流场调整器如zanker,sprenkle,aga,asme,amca等。它们的结构基本有管束及多孔板组成实用中将带来压损大安装烦琐增加成本等弊端使采用插入式流量计的优点荡然无存。因此在采用插入式流量计的应用中并未被广泛推广采用。是否可研制一种摆脱管束多孔板结构的新型流场调整器呢
(4)应该重视流场的基础研究
迄今为止以上讨论都基于无论管内是否为充分发展紊流测量头都必须安装在平均流速点0.242r或管道中心处到达不到要求时测量度将非常低、设想如果对一典型阻力件后的流场进行系列的详细测试研究即或只是粗略的描述能在不同阻力件后不同长度上找到平均流速点的相应位置或是轴心流速与平均流速的修正函数就有可能大大提高插入式流量计的度摆脱直管段长度不足度过低的困扰。
(5)检测与计量是不同的概念
在自控系统中检测仪表是系统的信息源头它的输出信息与被检参数的函数关系应单一稳定是简单的线性而并不要求测出被检参数的确切值。而计量则不它往往用于经济核算必须知道所测参数的确切值。检测与计量可以说采用基本相同的手段(仪表)而要达到的目的却有所侧重。作为自控系统中信息源头的检测仪表往往更关心其重复性也确有人把它说成度显然这是有区别的。对插入式流量仪表来说只要在距离阻力件后一段距离流动不再有旋涡迥流区它的重复性一般较好可以用于自控系统中特别是在较大口径管道难以采用其他流量计的场合。
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