摘要(yao)： 孔闆流量計 自出(chu)現之日起就作爲(wei)一種重要的流量(liàng)計被廣泛應用，而(er) 錐形流量計 作爲(wèi)一種新型流量計(jì)，也有着其獨有的(de)特點并越來越被(bèi)廣🛀🏻泛應用，詳細介(jie)紹了這兩種流量(liang)計的特點。
　　 差壓式(shì)流量計 作爲一種(zhong)流量測量儀表，具(jù)有結構簡單，使用(yòng)壽命❄️長，适應性🐆廣(guǎng)範等特點，因此被(bèi)廣泛應用于電力(li)、化工、煤炭、冶金、鋼(gāng)鐵等行業。據估計(jì)，差壓式流量計約(yuē)🈲占流量儀表的60%~70%。錐(zhui)形流🌂量計作爲20世(shì)紀80年代異軍突👈起(qǐ)的新興力量，憑借(jiè)着其獨特的優勢(shì)，逐漸被市場所接(jiē)納。
1原理介紹
1.1綜述(shù)
　　錐形流量計（見圖(tu)1）是一種新型的可(ke)測量各種雷諾數(shù)💃的高精度流量計(jì)，滿足各種介質的(de)應用條件要求。其(qi)操作原理🏃🏻同其他(ta)各類型的差壓原(yuán)理相同，都㊙️是基于(yú)🔴密封管道中的能(neng)量守恒原理。
　　錐形(xíng)流量計在管道中(zhong)心處懸挂一錐形(xíng)節流件，錐👨‍❤️‍👨形件阻(zǔ)🤟礙介👌質的流動，重(zhong)塑流速曲線，在錐(zhui)形件的下遊可立(li)🤞即形成負壓區，管(guan)道上遊的正壓同(tóng)經節流件節流後(hou)的下遊的負壓之(zhi)間有一壓差，将正(zhèng)、負壓用取壓口取(qu)出，正壓口位于😍管(guan)道的上遊，負壓口(kou)位于錐體的末端(duan)，通過測量兩者之(zhī)間的差壓，根據伯(bó)努力方程即㊙️可計(jì)算出管道中的流(liú)量。錐體位于管線(xiàn)中心，可對所🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測介(jiè)質🔞的流速曲線進(jin)行優化，因此測量(liàng)精度高，對儀表上(shàng)、下遊的直管段要(yao)求低。
1.2操作原理
　　錐(zhui)形流量計是一種(zhǒng)差壓型的流量儀(yí)表，迄今爲止，以⚽差(chà)壓原理設計的流(liu)量儀表已經有一(yī)百多年的應用👄曆(lì)史🙇‍♀️了。差⚽壓原理就(jiù)是基于密封管道(dao)中的能🐇量轉換原(yuán)理，也就是說☎️穩定(ding)流體、流量☎️同管道(dao)中介質流速的平(ping)方根成正比。當壓(ya)力降低時，速度會(hui)增加，當介質接近(jin)錐體時，其壓力爲(wèi)P1，在介質通過錐體(tǐ)的節流區時，速度(du)會增加，壓力會降(jiàng)低爲P2，P1和P2都通過錐(zhuī)形流量計的取壓(yā)口引到後接的差(cha)壓變送器上💛，流速(su)發生變化時，錐形(xíng)流量計的兩個取(qǔ)壓口之間的差壓(ya)值會增大或縮小(xiǎo)。當流速相同時，若(ruò)節流面積大，則産(chan)生的差壓值也大(da)。β值等于錐體👈的節(jie)流面積除以管道(dao)内徑的截面積👄(可(kě)換算成兩者之間(jiān)的直徑比)。
1.3重塑流(liu)速曲線
　　錐形流量(liang)計在進行流量計(jì)算時所采用的計(jì)算公式同🏃‍♂️其他差(cha)壓型的流量儀表(biǎo)相同，但節流件的(de)結構同✉️其他儀表(biǎo)完全不同，是通過(guò)懸挂在管線中心(xīn)❓的錐形體來實✍️現(xian)的。錐體可迫使管(guǎn)道中心的介質繞(rào)着錐體流動，同其(qí)他傳統類型的差(cha)壓型儀表相比，這(zhe)樣有很✌️多優點。另(lìng)外，如果介質通過(guo)一個很長的管道(dào)，而且💋在管道中沒(méi)有受到任何阻礙(ai)和幹擾，它的流速(sù)🔴分布就很均勻。
　　通(tōng)過管道直徑上的(de)介質的流速每點(dian)都不相同，靠近管(guan)壁的流速幾乎爲(wei)零，管道中心的流(liú)速最大，這是管壁(bi)對介質産生摩擦(ca)造成的。由于錐體(ti)懸挂在管線中心(xīn)，它直接同流體的(de)高速區接觸，迫使(shǐ)高速區的流體💋與(yu)低速區的流體相(xiàng)混合，從而使流速(su)均勻化，高速區的(de)流體速度降低。這(zhè)也是🧡爲什麽錐形(xing)流量計能夠測量(liàng)低流速流體的主(zhǔ)要原因。由于其他(ta)類型的❓差壓型流(liú)量計的節流元件(jian)不與管道中心處(chù)的高速介質相🏃‍♂️接(jie)觸，在介質流速♈很(hen)低時，就可能沒有(you)差壓信号了。
　　在一(yi)般工況下，流速很(hen)難均勻分布。管道(dào)上的任何📧變化都(dōu)可🈲能對流體造成(cheng)影響，如彎頭、閥門(men)、縮徑、擴徑、泵、三通(tong)等等，對其他儀表(biao)而言，這是一個很(hěn)難解🐪決的問題，而(ér)錐形流量計的錐(zhui)體對上遊流速分(fèn)布曲線重新進行(háng)塑造，使流速基本(běn)達到理想狀況。
　　錐(zhui)形流量計可在極(jí)爲惡劣的情況下(xià)使流體分布均勻(yun)（如在緊🌈鄰儀表上(shàng)遊有單彎管、雙彎(wan)管），以保證獲得較(jiao)高的測量精度。


2錐形流量計的優(you)點及與傳統孔闆(pǎn)流量計的比較
2.1精(jing)度
錐形流量計精(jīng)度高：精度可達到(dao)±0.5%。
孔闆流量計精度(du)低：精度基本在±3%以(yǐ)下。
2.2重複性
　　錐形流(liu)量計重複性好：優(you)于±0.1%。由于錐體對流(liú)速的整形，使流速(sù)達到理想狀态，幹(gàn)擾源少，因此重複(fu)性好⛱️。
　　孔闆流量計(jì)依靠直管段對流(liú)體整形，直管段整(zhěng)形隻能達到較爲(wei)接近流體完全理(lǐ)想狀态，并且孔闆(pan)本身🤟的節流又破(po)壞流體理想狀态(tai)，因此幹擾源較多(duo)，重複性差。
2.3安裝要(yao)求
　　錐形流量計安(an)裝要求低：前0D~3D、後0D~1D。無(wu)論是泵、壓縮機、閥(fá)🚶門或者彎管（一個(gè)單彎管或兩個不(bu)在一個平面上🔆的(de)雙彎管），對測量精(jing)度基本都沒有影(yǐng)響。
　　孔闆流量計安(an)裝要求高：一般前(qián)10D、後5D。複雜工況還要(yào)加大🚶到前20D、後👅5D。
2.4長期(qi)穩定性
　　錐形流量(liang)計長期穩定性好(hǎo)：流體流經圓錐體(tǐ)無突然波動，而是(shì)🚩沿着錐形體形成(chéng)一個邊界層，并引(yǐn)導流體離開錐體(tǐ)的後角。所以，錐體(ti)夾角不受不清潔(jié)流體的磨損，β值可(kě)長期不變，并保證(zheng)長㊙️期正确測量。
　　孔(kong)闆流量計長期穩(wen)定性差：由于流體(ti)流經孔闆銳利緣(yuan)口👅，截流✉️産生高速(sù)摩擦，引起孔闆口(kǒu)磨損，髒污改變孔(kǒng)闆口大小，使💋β值發(fa)生變化，不能保持(chí)長期正确測量。
2.5信(xin)号穩定性
　　錐形流(liu)量計信号穩定：“信(xin)号波動”是孔闆的(de)1/10。流體流經📞流量計(jì)形成非常短的渦(wō)流，這些渦流使流(liu)量計産生🌐高頻低(dī)幅信号，并且信号(hao)在錐體尾部流向(xiàng)中🔞央，相互㊙️抵消，因(yin)此幹擾小。
　　孔闆流(liu)量計信号不穩定(dìng)：流體流經平面後(hòu)産生的渦📞流較🌈長(zhǎng)，這些長渦流使孔(kong)闆産生低頻大幅(fu)度的信号，信号幹(gan)擾大，會嚴重幹擾(rao)差壓讀數的正确(què)率。
2.6壓損和量程
　　錐(zhui)形流量計的壓損(sǔn)低而量程寬：通常(chang)量程比爲15∶1~50∶1。這🛀🏻是💜因(yin)爲錐🈲體的流線型(xíng)設計，使壓損大大(da)減小，最小可至🐅0.06kPa。在(zai)所有的🏃‍♀️差壓流量(liang)計中，隻有錐形流(liu)量計的壓損與文(wén)丘裏接近。由于沒(méi)有銳利的邊緣口(kǒu),錐形流量計引起(qǐ)的永久性壓力損(sǔn)失恒定且要比孔(kǒng)闆小。同時，極其穩(wěn)定的信号使差壓(ya)的量程下限遠比(bi)一般差壓流💚量計(jì)低，因此量程得以(yi)向下限擴展，雷諾(nuò)數低至8000仍可保持(chí)信号線性。如果采(cai)用曲線修正，在更(geng)低的雷諾數條件(jiàn)下，仍然可測量并(bing)可保證較好的重(zhòng)複性。
　　孔闆流量計(ji)壓損大、量程小：通(tōng)常量程比爲3∶1~5∶1。這是(shi)由于平面阻擋，加(jiā)上銳利的邊緣口(kǒu)，因此壓損大，導緻(zhì)了小信号波動👨‍❤️‍👨大(dà)、幹擾大👉，小量程無(wu)法測量。
2.7β值範圍和(hé)差壓
　　錐形流量計(ji)的β值範圍寬：錐形(xing)流量計獨特的幾(ji)何形狀允📞許有廣(guǎng)泛的β值範圍。标準(zhun)的β值爲0.450，0.550，0.650，0.750和0.850，并可特(te)定β值，以保證特定(dìng)的差壓‼️輸出且有(you)較大的差壓信号(hào)，滿标🈲尺差壓信号(hao)從0.1kPa到幾十kPa，保證了(le)測量的正确率。
2.8管(guǎn)線範圍和形式
　　錐(zhui)形流量計管線範(fan)圍寬：錐形流量計(jì)有兩種基本型🚶式(shì)，即管道型和插入(ru)型。其中管道式錐(zhuī)形流量計從1/2”到60”，而(ér)插🔴入式錐形流量(liàng)🏃‍♂️計從6”到72”。
2.9髒污的影(ying)響和維護
　　錐形流(liú)量計無停滞區，長(zhǎng)期免維護：錐形流(liu)線型徹底吹掃💚式(shì)設計避免了流體(tǐ)中的殘渣、凝結物(wù)或顆粒的💃🏻滞留，可(kě)以保持錐體長期(qi)清潔。由于錐體對(dui)流體整形，加速了(le)管壁流🍓體的流速(sù)，減少了正取壓口(kou)的髒污停留，倒角(jiao)的設計，使流體流(liu)經錐體後加速🚩離(lí)去，負取壓孔不會(huì)污損。所以，在較長(zhang)的時間内（2年~3年）無(wu)需維護清🈲洗，可以(yǐ)保證正确測量。
　　實(shí)踐證明，錐形流量(liàng)計在焦爐煤氣、渣(zha)油等特别髒污介(jiè)質的測量中均能(néng)成功使用，并已在(zài)鋼廠焦爐煤氣流(liú)量測量中得到廣(guang)泛使用。
　　孔闆流量(liang)計由于是平面阻(zǔ)擋，髒污容易堆積(ji)，一般需3個月清洗(xi)一次，才能較好地(di)保證其精度。
2.10可測(cè)高溫、高壓介質
　　錐(zhuī)形流量計針對不(bú)同的溫度和壓力(lì)，采用不同的材質(zhì)，工作溫☀️度最高可(ke)達700℃，而最大壓力可(ke)達30Mpa。
2.11氣液兩相介質(zhi)（濕氣）
　　對濕氣（氣體(tǐ)中含有水分）的流(liú)體測量始終是流(liú)量💁測量中的💃一個(gè)難點。而錐形流量(liang)計采用獨特的錐(zhui)體設計，使氣體🥰中(zhōng)所含有的大部分(fen)水份沿錐體從管(guan)道中央溫度較高(gāo)的地方向周圍溫(wēn)度較低的地方快(kuai)速移動，從而産生(sheng)凝露，沿錐體向管(guan)☁️道底部下滴，由于(yú)錐體對流體整形(xing)，加速了管壁流體(ti)的流速‼️，水份也快(kuài)速通🔞過，不會在取(qǔ)壓口産生大量凝(níng)露。所以，氣體含有(you)少量水份，對流量(liang)計取㊙️壓口産生的(de)幹♊擾信号少，提高(gāo)了測量正确率。但(dàn)是氣體中含水不(bú)超過5%爲好，最多應(ying)不超過10%。
　　孔闆流量(liang)計對流體阻擋式(shì)設計，在孔闆中央(yang)産生滴露，同時管(guan)🈚壁流體受到阻擋(dǎng)，流速減慢，正取壓(ya)口附近産生的凝(ning)露會影響取壓信(xìn)号；流體流經孔闆(pan)後産生的渦流，向(xiàng)管壁作波動性發(fā)散，影響負取壓口(kǒu)取壓信号。因此，濕(shī)氣對孔闆的測量(liang)精😄度會産生較大(dà)的負面影響，從而(ér)影響測量。故而，孔(kong)闆及其他方式測(ce)量濕氣往往難以(yi)達到預期的效果(guo)。
綜上所述，在可預(yu)見的将來，錐形流(liu)量計必将發揮越(yuè)🏃來越重要的作用(yong)。

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