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威力巴流量計特點(diǎn)及測量原理

閱讀:1428      發(fā)布時間:2021-3-26
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 1 測量原理

威力巴流量計為差壓式流量計,其測量原理和其他差壓式流量計相同,遵循伯努利方程(能量守恒定律)和流體連續(xù)方程(質(zhì)量守恒定律)。當(dāng)流體流過探頭時,在其前部產(chǎn)生一個高壓分布區(qū),高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程原理,流體流過探頭時速度加快,在探頭后部產(chǎn)生一個低壓分布區(qū),低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后在探頭后部產(chǎn)生部分真空,并且在探頭的兩側(cè)出現(xiàn)漩渦,充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的威力巴探頭,在探頭的前、后側(cè)產(chǎn)生壓力差(或稱差壓)。威力巴流量計均速流量探頭能精確地檢測到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓。流體的流速越大,產(chǎn)生的差壓越大。通過測量差壓的實測值,能確定流過威力巴探頭的流量大小。流量測量式為
 
(1)
 
式中qv——流體的體積流量,m3/s
 
K——工作狀態(tài)下威力巴的流量系數(shù)
 
Y&UPSilon;——工作狀態(tài)下流體流過威力巴時的流束膨脹系數(shù)(對不可壓縮流體Yυ=1,可壓縮性流體,Yυ<1);
 
S——工作狀態(tài)下管道橫截面積,m2;
 
Δp——差壓,Pa
 
ρ——工作狀態(tài)下的流體密度,kg/m3。
 
根據(jù)式(1),只要確定流量系數(shù)就可以直接計算流體的體積流量。
 
2 流量系數(shù)K的確定
 
根據(jù)空氣動力學(xué)、流體力學(xué)、邊界層理論和實際流體測試數(shù)據(jù),VERIS公司建立了威力巴流量計探頭的流量系數(shù)K的數(shù)學(xué)分析模型:
 
(2)
 
式中Cb——探頭尺寸;
 
βυ——探頭截面與管道截面的面積比;
 
C∞——取壓孔位置。
 
K主要取決于探頭尺寸、取壓孔位置和探頭截面與管道截面的面積比,其變化與流體雷諾數(shù)變化無關(guān),精度可達(dá)±0.5%,比其他流量計精確度高。
 
3 威力巴流量計技術(shù)特點(diǎn)
 
威力巴是一種彈頭型斷面的均速管。威力巴(探頭)迎向流體的取壓孔讀取高壓信號;側(cè)后兩面的取壓孔讀取低壓信號。通過引壓管將威力巴探頭測得的差壓信號與差壓變送器連接,變成電信號傳至二次儀表(計算機(jī)系統(tǒng)),構(gòu)成流量測量系統(tǒng)。
 
3.1 流量系數(shù)穩(wěn)定
威力巴流量計彈頭型斷面的探頭有明顯的拐點(diǎn),使流體通過探頭后流體分離點(diǎn)固定,流量系數(shù)K的穩(wěn)定性好。威力巴探頭成功應(yīng)用了流體邊界層理論研究的成果。在探頭前端表面進(jìn)行粗糙化處理并加防淤槽,相當(dāng)于加入一個紊流發(fā)生器,使探頭不再形成邊界層流而始終保持邊界紊流,降低流體牽引力和渦街脫落力,并使流體產(chǎn)生穩(wěn)定的流線,從而使流量系數(shù)K更加穩(wěn)定。
 
3.2 防堵塞性好
 
灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下,集中在探頭的尾部。其他均速管探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部,在渦街力的作用下,探頭很快被渦街力帶來的雜質(zhì)堵塞。雖然可以采取增設(shè)吹掃裝置等措施,但無法從根本上解決堵的問題,因而影響正常計量。
 
威力巴探頭的高壓測孔因彈頭形狀的前部較寬,形成高壓區(qū),阻止流體中固體顆粒的進(jìn)入。低壓取壓孔取在側(cè)后兩邊,在流體與探頭的分離點(diǎn)之前,避開了渦流影響的半真空區(qū)域,避免了渦流帶來的雜質(zhì)對取壓孔的堵塞。其防堵塞性能優(yōu)于其他均速管探頭。正是威力巴探頭*的防堵設(shè)計,為煤氣等較臟流體的準(zhǔn)確測量提供了應(yīng)用空間。
 
3.3 一體化結(jié)構(gòu)高精度取壓
 
*高強(qiáng)度彈頭形單片雙腔結(jié)構(gòu),使其內(nèi)部成一體化結(jié)構(gòu),避免了信號滲漏,提高了探頭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,能夠保持長期的高精度測量。
 
3.4 測得真實的平均流速
 
威力巴探頭插入管道后,探頭通過流體的整個速度剖面。探頭上有多個取壓孔,其位置經(jīng)面積積分后確立。通過多孔均速取壓,所測信號能反映流體截面真實的平均流速。即使直管不足夠長或流體波動較大,也能準(zhǔn)確測得真實流量。
 
3.5 性能指標(biāo)
 
威力巴探頭具有量程比寬、管道的性壓力損失低、安裝方便、基本免維護(hù)、使用壽命長等特點(diǎn),可用于38~12000mm各種材質(zhì)的圓管、方管的流量測量。常規(guī)產(chǎn)品工作壓力為10MPa,工作溫度為427°C。特殊產(chǎn)品工作壓力為40MPa,工作溫度為800°C。

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