摘(zhai)要：V 形錐流(liu)量計 是一(yi)種差壓流(liu)量計，借助(zhu)于V形錐體(ti)在流場中(zhong)的節流效(xiao)應，在對🎯上(shang)下遊壓差(cha)實施檢測(ce)後即可以(yi)實現對流(liu)量的測量(liang)。介紹特種(zhong)材料在煤(mei)氣、壓縮空(kong)氣、過熱蒸(zheng)汽等場合(he)使用V形錐(zhui)流量計的(de)情🔅況，重點(dian)突出了V形(xing)錐流量計(ji)自整流（所(suo)需直管段(duan)短）、自清掃(sao)（耐髒💁污）、永(yong)久壓損小(xiao)（節能）的特(te)㊙️點，爲其的(de)進一步推(tui)廣使用提(ti)供參考。
0引(yin)言
　　V形錐流(liu)量計屬于(yu)新型差壓(ya)類流量測(ce)量儀表，其(qi)基本原理(li)☎️和傳統差(cha)壓類儀表(biao)一樣，唯一(yi)的差别在(zai)于結構形(xing)式🛀🏻的不同(tong),正⛷️因爲結(jie)構形式的(de)改變形成(cheng)了其鮮明(ming)🐪、獨有的優(you)點。與傳統(tong)的🛀🏻流量測(ce)量儀表相(xiang)比🚶，V形錐流(liu)量計具有(you)自整流、自(zi)混合、自清(qing)掃🔞、自保護(hu)、量程比大(da)、壓損小、精(jing)度高、重複(fu)性好等優(you)點。
　　通過參(can)觀、學習逐(zhu)步了解了(le)V形錐流量(liang)計的各種(zhong)實用優㊙️點(dian),通過和其(qi)他各種流(liu)量計的綜(zong)合對比以(yi)及到V形錐(zhui)流量計生(sheng)産廠家的(de)實地考察(cha)後,确定在(zai)焦🔴爐煤氣(qi)、壓縮空氣(qi)、過熱蒸汽(qi)等場合使(shi)用V形錐流(liu)量計進行(hang)流💛量測量(liang)。保證測量(liang)精度的前(qian)提下主要(yao)使用V形錐(zhui)流量計的(de)自整流(所(suo)需直管段(duan)💚短)、自清掃(sao)(耐髒污)、永(yong)久壓損小(xiao)(節能等特(te)點,通過一(yi)段時間的(de)實際應用(yong),V形🔴錐流量(liang)計的優點(dian)得到體🐕現(xian)。
1V形錐流量(liang)計幾何結(jie)構設計
　　V形(xing)錐流量計(ji)流量測量(liang)公式與其(qi)他差壓式(shi)儀表有所(suo)類似，但是(shi)㊙️在幾何結(jie)構方面差(cha)異較大,受(shou)到這一結(jie)構的影響(xiang),V形錐流量(liang)計具有傳(chuan)統 差壓流(liu)量計 沒有(you)的應用優(you)勢。在很長(zhang)管道中,若(ruo)不存在阻(zu)擋物和幹(gan)擾作用，出(chu)現流體則(ze)爲充分發(fa)展流。若在(zai)管道💁截面(mian)上選取一(yi)條徑向線(xian),線上各點(dian)流速均具(ju)有差異。和(he)管壁緊貼(tie)的流體,因(yin)爲受📱到摩(mo)擦力的影(ying)響,速度趨(qu)近于零,但(dan)是在此過(guo)程中🚩中心(xin)處存在有(you)最大👄流速(su)。若在管道(dao)中心懸挂(gua)一一個V形(xing)錐體，則會(hui)對中心處(chu)流速産生(sheng)🏒迫使作用(yong),降低流速(su)，同時管壁(bi)🏃🏻‍♂️附近流速(su)會不斷加(jia)大,實現流(liu)速“勻化”。其(qi)他類型的(de)差壓式流(liu)量計中心(xin)位置爲空(kong)，無法出現(xian)流速“勻化(hua)”效果。因此(ci)在V形⛹🏻‍♀️錐流(liu)量計中這(zhe)是一個顯(xian)著優點，能(neng)夠保🌐障在(zai)低流速情(qing)況下出現(xian)足夠的差(cha)壓，尤其是(shi)在流速逐(zhu)漸降低過(guo)程中,這一(yi)作用更加(jia)顯著。但是(shi)如果♈采用(yong)的是傳統(tong)差壓儀表(biao),在此🥰情況(kuang)下已經無(wu)法測量。
　　傳(chuan)統差壓流(liu)量計存在(zai)有“信号跳(tiao)躍”(Signalbounce)現象。即(ji)爲就算是(shi)在流動穩(wen)定情況下(xia),也存在有(you)信号脈動(dong)。由于流體(ti)在管道中(zhong)流動，節流(liu)下遊會出(chu)現旋渦，在(zai)差壓流🙇🏻量(liang)加檢測中(zhong)節流件下(xia)遊旋渦因(yin)爲受♌到錐(zhui)體下遊的(de)影響，出現(xian)高頻低幅(fu)且具有對(dui)稱性的🏃‍♂️小(xiao)旋渦，孔闆(pan)出現的是(shi)低頻高幅(fu)大💜漩渦。如(ru)果在某一(yi)工況中,V形(xing)錐流量計(ji)和孔闆出(chu)現的均是(shi)1kPa差壓，孔闆(pan)下遊渦流(liu)高幅波動(dong)中可✂️能會(hui)引發出現(xian)0.5kPa的幹擾信(xin)号。簡而言(yan)之,在這--情(qing)況下孔闆(pan)
　　有效信号(hao)在噪聲信(xin)号中淹沒(mei)量可能達(da)到50%,但是V形(xing)錐流✍️量計(ji)😍幹擾信号(hao)隻有0.1kPa。從這(zhe)一點可以(yi)看出,V形錐(zhui)流量🤟計的(de)信号噪聲(sheng)很低,就算(suan)是在流量(liang)和差壓較(jiao)🔱低情況下(xia)，也具有一(yi)定的測量(liang)精度和穩(wen)定性,因此(ci)在低密度(du)✨和低流速(su)氣體測量(liang)中非常适(shi)用。
2.V形錐流(liu)量計特點(dian)的應用
2.1自(zi)整流、自清(qing)掃特點的(de)應用
　　焦爐(lu)煤氣自身(shen)的特點導(dao)緻在測量(liang)方面存在(zai)兩個最主(zhu)要的難😍題(ti):由于黏性(xing)導緻固體(ti)物的堆積(ji),從而✍️引起(qi)截流件β值(zhi)的改變，最(zui)終引起測(ce)量誤差，不(bu)能進🏃行連(lian)續的、長期(qi)的、有效的(de)、正确👨‍❤️‍👨的流(liu)量🤟測量:造(zao)成差壓測(ce)量取壓孔(kong)的堵塞。考(kao)慮到V形錐(zhui)流量計具(ju)有自☁️清掃(sao)(耐髒污)的(de)特點,決定(ding)在所有測(ce)量🛀🏻焦爐煤(mei)氣的場合(he)全部采用(yong)V形錐流量(liang)計,在半年(nian)的現場運(yun)行過程中(zhong),讀數♻️--直很(hen)穩定，和理(li)⭐論值的差(cha)别在誤差(cha)允許範圍(wei)之内。在停(ting)車例行檢(jian)修時,在V形(xing)錐流量計(ji)供應商的(de)配合”下，拆(chai)下一台V形(xing)錐流量計(ji)進行了實(shi)際觀察,發(fa)現其邊緣(yuan)無🚶明顯磨(mo)損的痕迹(ji)，錐體和錐(zhui)體部分的(de)管道也🏃‍♂️無(wu)明顯的固(gu)體⛷️物堆積(ji)現象。
　　焦爐(lu)煤氣的總(zong)輸出采用(yong)DN1600mm管道，如果(guo)采用孔闆(pan)等傳統🐆的(de)測量儀表(biao)，受現場條(tiao)件的限制(zhi)，無法滿足(zu)SY/T6143-2004标準🐕中關(guan)于孔闆等(deng)流量計上(shang)下遊直管(guan)段的規定(ding)和要求。考(kao)慮到V形錐(zhui)流量計具(ju)有自整流(liu)，所需直管(guan)段短的特(te)點(隻需前(qian)三後一的(de)直管段),結(jie)合現🔞場實(shi)際情況，在(zai)焦爐煤氣(qi)的總.出口(kou)🥵處安裝了(le)一台DN1600mm的V形(xing)錐流量計(ji)。在運行過(guo)程＼中,這台(tai)V形錐流量(liang)計的讀數(shu)指示和焦(jiao)爐煤氣總(zong)流量的理(li)論計算值(zhi)非常接近(jin)。V形錐⁉️流量(liang)計在設計(ji)過程🛀🏻中，采(cai)用的是置(zhi)于♍管道中(zhong)心的V形錐(zhui)體流🌂線型(xing)節流結構(gou)，實施檢測(ce)之前也可(ke)以有🚶效整(zheng)流其不規(gui)則🈲流體，即(ji)便不增加(jia)流體♈整流(liu)器也能實(shi)現對流體(ti)整流情況(kuang)☎️的有效處(chu)理。中心懸(xuan)挂流體形(xing)錐體可以(yi)實現對流(liu)速曲線的(de)重塑，在錐(zhui)體上、下遊(you)較窄區域(yu)内(前0~3D,後0~1D),能(neng)夠實現對(dui)流速不規(gui)則液體的(de)整流，從而(er)轉變成爲(wei)理想液體(ti),有效滿足(zu)伯努利定(ding)理的要求(qiu),提升測量(liang)精度以及(ji)重🆚複性。測(ce)量過🙇🏻程中(zhong)不用設置(zhi)很長的直(zhi)⛱️管段整流(liu),對于流量(liang)計安裝也(ye)具有重要(yao)意義。
　　綜合(he)分支管道(dao)的流量讀(du)數指示和(he)總流量讀(du)數指示對(dui)🔅比⛹🏻‍♀️,它📐們🚩之(zhi)間存在接(jie)受範圍之(zhi)内的誤差(cha)。對造成這(zhe)種誤🙇‍♀️差的(de)原因進行(hang)分析,認爲(wei)是由于現(xian)場各種複(fu)雜工況條(tiao)件的共🌈同(tong)作用造成(cheng)的,這種誤(wu)差并不影(ying)響正常生(sheng)産和🍓各個(ge)環節✊的能(neng)源計量。之(zhi)前采💰用的(de)是 孔闆流(liu)量計 以及(ji)均速管流(liu)量計，煤氣(qi)中存在的(de)雜質比較(jiao)多，例如焦(jiao)油、氨水等(deng),因此需要(yao)對孔闆或(huo)均速管定(ding)期進行清(qing)洗或者蒸(zheng)汽吹掃，否(fou)則會導緻(zhi)上下遊端(duan)面、上遊側(ce)直⁉️角入口(kou)邊緣出現(xian)污染,進而(er)會引發出(chu)現儀表導(dao)壓管堵塞(sai)等,影響測(ce)量精度:孔(kong)闆前後直(zhi)管段積水(shui)，也會降低(di)管道流通(tong)面積,提升(sheng)流😘速以及(ji)差壓,在測(ce)量中流量(liang)顯示值會(hui)出現明顯(xian)提升，嚴重(zhong)時可能會(hui)導緻出現(xian)導🔴壓管堵(du)塞、變送器(qi)停止使用(yong)。爲确保儀(yi)表穩定與(yu)性能👌,則需(xu)要定期對(dui)其實施維(wei)護，工作量(liang)非常大。V形(xing)錐流量計(ji)本身存在(zai)有自吹掃(sao)式結🈲構，在(zai)設計過程(cheng)中沒有滞(zhi)留死區。在(zai)通過💃錐體(ti)的時候介(jie)質會出🚩現(xian)加速,正壓(ya)㊙️取壓孔、錐(zhui)體外壁和(he)錐體附近(jin)🏃🏻‍♂️管壁會受(shou)到不斷沖(chong)刷，一小段(duan)不流動介(jie)質也會對(dui)負壓❤️取壓(ya)孔造成隔(ge)離作用✌️，從(cong)而阻🌐止髒(zang)污雜質進(jin)入,所以V形(xing)錐流量計(ji)在應用中(zhong)無論是雜(za)質還🌍是易(yi)結晶髒污(wu)介質中均(jun)适用,特别(bie)是在焦爐(lu)煤氣、爐煤(mei)氣等介質(zhi)中更加适(shi)用。公司自(zi)采用V形錐(zhui)流量計以(yi)來,目前已(yi)經使用多(duo)🈚年，未對其(qi)進行過維(wei)護,同☎️時對(dui)其檢查也(ye)未發🔴現流(liu)量計中存(cun)在🌍有節流(liu)👈裝置污染(ran)管道積水(shui)等情況,顯(xian)著降低了(le)儀表應用(yong)的維🆚護工(gong)作量,對于(yu)提升測量(liang)正确率和(he)可靠性具(ju)有重要作(zuo)用。
2.2永久壓(ya)損小(節能(neng))特點的應(ying)用
　　節能減(jian)排已經深(shen)入到人們(men)生活的各(ge)個方面，焦(jiao)化行🈲業是(shi)一🐇個高耗(hao)能的行業(ye),節能減排(pai)不僅是積(ji)極相應國(guo)家政策和(he)号召,而且(qie)可以在無(wu)形之中爲(wei)企業節省(sheng)📐大筆的資(zi)金支出，節(jie)省🚶的資金(jin)✨支出也就(jiu)是👨‍❤️‍👨企業多(duo)增加的利(li)潤空間。
　　V形(xing)錐流量計(ji)和其他流(liu)量計相比(bi)有一個優(you)點就是永(yong)久💰壓損小(xiao)🍉,永久壓損(sun)小也就意(yi)味着節能(neng)。
　　在空氣管(guan)網設計之(zhi)初計劃采(cai)用孔闆流(liu)量計進行(hang)測量,通🌈過(guo)與🐅V形錐流(liu)量計的對(dui)比，從長遠(yuan)來看,使用(yong)V形錐❌流量(liang)計是更經(jing)濟更☎️合算(suan)的計量方(fang)法。
列舉一(yi)例，流體爲(wei)壓縮空氣(qi),其他工藝(yi)條件見表(biao)1。

(1)選用孔闆(pan)測量，計算(suan)結果如下(xia):孔闆的β=0.5146,常(chang)用流量下(xia)的差壓值(zhi)☔△P-=27.396kPao
(2)選用V形錐(zhui)流量計進(jin)行測量,計(ji)算結果如(ru)下:V形錐的(de)β=0.5577,常用流❓量(liang)下的差壓(ya)值△P=10.904kPa。
孔闆的(de)壓損:△=(1-β")×△P或△?=(1-0.24β-0.52β2-0.16β2)×△P
V形(xing)錐流量計(ji)的壓損:△=(1.3-1.25β)×△P
　　根(gen)據上面的(de)計算公式(shi)，常用流量(liang)下孔闆的(de)永久壓🈲損(sun)爲19.61kPa,常用流(liu)量下V形錐(zhui)的永久壓(ya)損爲6.57kPa。
　　所以(yi)，常用流量(liang)下永久壓(ya)損的差值(zhi)Ao=19.61.-6.57=13.04kPa。
　　在常用流(liu)量下，使用(yong)V形錐流量(liang)計比使用(yong)孔闆流量(liang)計少🌈消耗(hao)✊的功率爲(wei):
W=(△Qkph)/(3.6ηpfl)
式中：
W一能(neng)耗值,W
△?一永(yong)久壓損值(zhi),kPa.
Qkph一質量流(liu)量,kg/h
η一泵和(he)電機的效(xiao)率,通常取(qu)η=0.8
pfl一在工況(kuang)下,在上遊(you)取壓孔處(chu)，流動液體(ti)或氣體(蒸(zheng)氣的密度(du)，kg/m3
　　把上面的(de)計算結果(guo)代入功率(lü)公式得W=21733.3W。所(suo)以，用V形錐(zhui)代替🙇‍♀️孔闆(pan),每年可節(jie)約的耗能(neng)費=(W/1000(每年的(de)運.行時數(shu))(電費)。在常(chang)用流量下(xia)❓,年節省耗(hao)能費=21733.3/1000×24×365×1=190383.7元。也(ye)就是說,用(yong)V形錐流量(liang)計代替孔(kong)闆測量壓(ya)縮空氣👅後(hou),每年可節(jie)省的耗能(neng)費爲19萬元(yuan)左右。
　　在過(guo)熱蒸汽測(ce)量方面，采(cai)用同樣的(de)計算方法(fa)可以得出(chu)每年節㊙️省(sheng)的耗能費(fei)。同時，V形錐(zhui)流量計在(zai)應用中也(ye)非常适合(he)應用在低(di)壓、低流速(su)介質流程(cheng)測量中。在(zai)應用均速(su)管流量計(ji)實施測量(liang)過程中，如(ru)果管道中(zhong)煤氣流速(su)較低，差壓(ya)信号較小(xiao)情況下，則(ze)會直接降(jiang)低系統🈲檢(jian)測精度。均(jun)速管流量(liang)計檢測中(zhong)的最🐇大差(cha)壓爲120Pa,正🔴常(chang)情況下爲(wei)2~5Pa.相對來講(jiang)系統精度(du)偏低。如果(guo)差壓信号(hao)比較小，則(ze)會對變送(song)🌏器校驗以(yi)及适用💋精(jing)度造成影(ying)響。也會直(zhi)接導緻孔(kong)闆出💜現污(wu)染、儀表導(dao)壓管🔴不暢(chang)等問題，直(zhi)接影響測(ce)量精度。V形(xing)錐流量計(ji)在設計中(zhong)采用的是(shi)類似孔闆(pan)的節🔞流件(jian)，和均速管(guan)流量計🆚相(xiang)比差壓值(zhi)明顯偏高(gao)，和孔闆相(xiang)比因爲管(guan)道邊緣出(chu)現--定的收(shou)縮，降💘低了(le)阻力損失(shi)，所以就算(suan)是在🌍阻力(li)損失--緻情(qing)況下,設計(ji)中采用存(cun)在有👌較大(da)差壓值的(de)V形錐形流(liu)量計,和孔(kong)🈲闆測量時(shi)的差壓值(zhi)相比也明(ming)顯偏大，對(dui)于差壓信(xin)号具有顯(xian)著提升作(zuo)用,也便于(yu)進行變送(song)器校驗.進(jin)而提升系(xi)統測量精(jing)度。
　　壓縮空(kong)氣和過熱(re)蒸汽的測(ce)量點有數(shu)十個，随着(zhe)企業的發(fa)展和規模(mo)的擴大.測(ce)量點還會(hui)逐步增多(duo),如果全部(bu)使✏️用V形錐(zhui)流量計進(jin)行測量,則(ze)每年的節(jie)能費将非(fei)常可觀,同(tong)時也爲企(qi)業自身創(chuang)造了更多(duo)的經濟效(xiao)益和社會(hui)效益。
3結束(shu)語
　　随着在(zai)各種不同(tong)工礦條件(jian)下的廣泛(fan)應用,V形錐(zhui)流量計🥵的(de)各🌏種💚優點(dian)得到了明(ming)顯的體現(xian)。更多的從(cong)事計量方(fang)面的人員(yuan)認識并認(ren)可了V形錐(zhui)流量計。自(zi)從公司使(shi)用V形錐流(liu)量計以來(lai),大大減少(shao)了維護人(ren)員的維護(hu)量，而且保(bao)證了各種(zhong)介質計量(liang)的❓正确和(he)運行的穩(wen)定性🏃🏻。随着(zhe)國家節能(neng)減排政策(ce)的逐步深(shen)入,V形錐流(liu)量計将會(hui)有更加廣(guang)闊的發展(zhan)空間。

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