节能仪表——均速管流量计
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均速管流量计工作原理
均速管流量计是一种流量测量仪器,其工作原理基于狭缩流原理。
它通过将管道内部缩径来改变流体的流速,从而实现流量的测量。
均速管流量计的设计是基于伯努利定律和连续体动量方程。
伯努利定律描述了当液体通过一个收缩的管道时,其速度会增加而压力会降低。
通过该原理,均速管流量计测量狭缩点前后的压差,从而计算出流量。
均速管流量计由两部分组成:一部分是收缩段,另一部分是扩散段。
收缩段是流体通过的狭缩部分,其宽度比管道的宽度小得多。
流体经过收缩段时,速度增加并压力降低。
扩散段是另一端的管道,其宽度逐渐增加,使流体的速度逐渐降低而压力逐渐升高,从而恢复了原来的压力水平。
均速管流量计的工作原理可以通过以下步骤简单阐述:
1. 流体通过进口管道并经过收缩段,这使得其速度增加并压力降低。
2. 流体通过扩散段,其速度逐渐降低而压力逐渐升高。
3. 流体到达出口管道并经过测量,其速度和压力被测量并用于计算流量。
在均速管流量计中,流体的流速是均匀的,因此称为“均速管”。
此外,均速管
流量计可以测量多种类型的流体,例如液体和气体。
总之,均速管流量计是一种简单而有效的流量测量仪器,其工作原理基于收缩和扩散段的狭缩流原理。
它通过测量狭缩点前后的压差来计算流量,可以用于测量各种类型的流体。
均速管流量计原理嘿,朋友们!今天咱来唠唠均速管流量计原理。
你看啊,这均速管流量计就像是个神奇的小侦探,专门负责探测流体的秘密呢!它的工作原理其实不难理解。
想象一下,流体就像一群调皮的小孩子在管道里奔跑,而均速管呢,就像是个聪明的老师,能准确地知道这些“小孩子”跑的速度有多快。
均速管上有几个测量孔,这些孔就像是老师的眼睛,能敏锐地捕捉到流体的各种信息。
当流体流过这些孔时,均速管就能根据压力的变化,算出流体的速度啦。
这是不是很神奇呀?就好比你在路上看到一辆车飞驰而过,虽然你不能一下子就知道它的速度具体是多少,但你可以通过一些迹象来判断个大概呀。
均速管也是这样,它通过巧妙的设计和精准的测量,把流体的速度给“摸”得透透的。
而且哦,均速管流量计还有个特别厉害的地方,就是它能在各种复杂的环境下工作呢!不管是高温的地方,还是有腐蚀性的地方,它都不怕,照样能把工作完成得漂漂亮亮的。
这就像一个勇敢的战士,不管遇到什么艰难险阻,都能勇往直前,毫不退缩。
你说,这均速管流量计是不是很牛?它就像是流体世界里的守护者,默默地为我们的工业生产和生活服务着。
它让我们能更好地了解和控制流体的流动,让一切都变得更加有序和高效。
它的应用范围那可广了去了,从石油化工到电力能源,从水处理到食品加工,到处都有它的身影呢。
它就像一个无处不在的小精灵,时刻发挥着自己的作用。
所以啊,咱可不能小瞧了这均速管流量计。
它虽然看起来不起眼,但它的作用可大着呢!没有它,很多工业生产都没法顺利进行呢。
总之,均速管流量计原理就是这么神奇又实用,它真的是我们生活和工作中不可或缺的好帮手!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
分析几种流量仪表的选用摘要本文介绍了钢铁厂中比较常用的几种流量仪表对应的选用注意事项。
不同的流量仪表有着它自身独特的优点和缺点,没有任何一种仪表可以说是最优秀的、最完美的。
在对仪表进行选择时,工作人员应该根据工艺不同的要求,对仪表进行不同地选择。
关键词流量仪表;选择;测量中图分类号th89 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)96-0048-02流量仪表的种类非常多,且各有各的特点。
随着经济市场的到来,很多的厂商因为过度强调自己产品优秀,使买家在选型的过程中犹豫不决。
其实任何的一种仪表都有着自己的特点,换句话说,也就是存在着不同的优点和缺点。
不管是哪种仪表,都不可能适用于任何场合中,人们在对仪表进行选择的时候应考虑到仪表特点这一方面。
1不同流量计的选型1.1 v锥流量计在2002年,国产的v锥流量计开始被我国的各个工业所使用,至此,国产的v追流量计正式进入了全面使用的阶段。
尤其是在最近新颁布了相关的标准之后的几年,可能是受到一些针对性的宣传的影响,v锥流量计成为了我国非常热门的一种流量计,其生产的厂商也多达数十家。
确实,v锥流量计却是有着很多的优点,其最为出色的一点就是在安装的过程中所要求的直管段很短,比较适用于相对较脏的一些粘稠介质中。
所以,在一些钢铁厂中焦炉煤气或者是一些直管段无法满足要求的相应助燃空气和高炉煤气以及转炉煤气等采用这种v锥流量计是非常合适的。
但是,跟孔板流量计相比,v锥流量计存在着价格高和吊装困难等缺点,不论是计算还是制造,或者是安装使用,在通过v锥流量计进行计量的时候,都会缺少对应的数据与规范。
所以根据现在的情况来看,v锥流量计还无法代替孔板流量计,依然还需跟孔板流量计共同存在,发挥其各自的优点。
1.2超声波流量计最近几年,超声波流量计相关技术的发展速度非常快。
因为超声波流量计自身的原理特点影响,其大口径和小口径的价格差距并不大,这就是它最显著的特点。
因此有人觉得,对于水介质来说,如果是大口径管道,就可以用超声波类型的流量计,但如果是小口进管道,则建议使用电磁类型的流量计,这样可以更合理地对资金进行利用。
阿牛巴流量计的安装流量计技术指标阿牛巴流量计(均速管流量计)测量范围广泛,适用于大部分现场介质的测量。
是公认的节能型流量仪表。
今天就阿牛巴流量计普通的安装方式给大家详细总结下,对于生产型的企业大家都知道,阿牛巴流量计现场安装正常采用的是直接插入式(也就是焊接式)的连接方式。
1,安装首先的前提还是要确认现场直管段是否符合要求,具体要求可以参考相关手册或者咨询公司技术部门,然后根据现场流体方向确定流量计的安装方向。
2,在方向确定好之后,借助开孔器在管道上开孔(常规开孔大小为25mm)a,单面支撑;也就是说,在管道上根据阿牛巴传感器尺寸开一个孔,这样的安装方式适合现场口径小于600mm的管道,因为在小孔径的安装方式下,这样的安装方式足以保证传感器本身的稳定性,保证测量精度。
b;双面支撑;确定安装方向后,在管道上对称位置上开两个同样大小的孔,和上面单面支撑是相对的,也就是说,对于大口径的测量,为了保证传感器的稳定性,要采用双面固定的方式来安装阿牛巴流量计。
3,将阿牛巴流量计插入管道中,用点焊的方式将传感器固定在正确的位置上,但是要求探头部分在整个管道内径且与中心线在同一条中心线上4,最后将整个焊口全部焊接好,并对焊接部分做防锈处理。
而对于现场水泥管道,为了现场安装方便,公司会随阿牛巴流量计同时配备一块钢板,钢板与现场管道用螺栓对卯,然后阿牛巴流量计和钢板还是采取上述安装方式。
一、指针抖动:1.轻微指针抖动:一般由于介质波动引起。
可采用增加阻尼的方式来克服。
2.中度指针抖动:一般由于介质流动状态造成。
对于气体一般由于介质操作压力不稳造成。
可采用稳压或稳流装置来克服或加大浮子流量计气阻尼。
3.剧烈指针抖动:主要由于介质脉动,气压不稳或用户给出的气体操作状态的压力、温度、流量与浮子流量计实际的状态不符,有较大差异造成浮子流量计过量程。
二、指针停到某一位置不动主要原因是浮子流量计的浮子卡死一般由于金属管转子流量计使用时开启阀门过快,使得浮子飞快向上冲击止动器,造成止动器变形而将浮子卡死。
均速管流量计均速管流量计是根据流体分布原理研制的先进的差压式流量计,由于采用了独特的结构设计和测量杆整体加工的工艺使其适用于高温(600℃)高压(64Mpa)介质测量。
均速管流量计配置高精度智能微差压变送器;差压变送器与FC2000系列流量计通过各种模式(4-20mA信号或HART协议信号)通讯,构成流量检测系统,除进行温度压力补偿外,还可以压缩系数、热膨胀系数、雷诺数进行实时修正,特别是本系统通过采集数字差压信号,可在低流速区获得稳定微差压信号,同时完成非线性修正运算,使测量准确度优于1.0%。
均速管流量计可广泛运用于石油、石化、化工、冶金、电力和城市管网的气体(含天然气)、蒸汽、液体测量。
均速管流量计的测量元件——均速管(国外称Annubar,直译阿牛巴),是基于早期皮托管测速原理发展起来的,是60年代后期开发的一种新型差压流量测量元件,并开始应用与我国的工业现场,70年代中期已有30余家厂家进行了研制生产。
均速管的优点是;结构上较为简单(如图1所示),压力损失小,安装、拆卸方便,维护量小。
该流量计由于生产成本低,价格低廉,因此在市场较为畅销,在众多的流量仪表中占有了一席之地。
特别是由于其压力损失小(与孔板相比较,仅为孔板的5%以下),大大减少了动力消耗,节能效果显著,这在能源紧张的今天,有着其特殊的意义。
由于该流量计适应范围宽,长期稳定性好(如图2所示)近年来有了较大的发展,出现了几种结构形式不同的流量计。
但因使用不当,在应用中产生了一些问题,使得客观要求与发展现状产生了很大的矛盾,许多人期望其应用问题能得到解决,为此人们做了大量的不懈努力,使得均速管流量计这一既古老而又年轻的流量计,在能源、环保等计量测试中得到了较为广泛的应用。
1 均速管流量传感器的测量原理均速管流量传感器,由其结构示意图所知,它是一根沿直径插入管道中的中空金属杆,在迎向流体流动方向有成对的测压孔,一般说来是两对,但也有一对或多对的,其外形似笛。
均速管流量计检定规程
均速管流量计检定规程是指根据国家标准和法规对均速管流量计进行检定所应遵循的一系列步骤和要求。
下面是一般的均速管流量计检定规程的基本流程:
1.准备工作:确定检定设备和仪器的准确度和可靠性,准备检定所需的标准装置和标准流量计。
2.现场检定:将待检均速管流量计安装在适当的位置,确保流体在管路中的流动状态稳定。
检定人员采集流量计所需的各种参数,如压力、温度、流量等。
3.标定:使用标准装置或标准流量计进行校准,根据流量计的特性曲线对待检流量计进行比较和验证,确定其准确度和可靠性。
4.数据处理和分析:将检定所得的数据进行处理和分析,得出流量计的准确度、重复性和稳定性等指标。
5.报告编制:根据检定结果编制检定报告,包括检定日期、检定人员、检定仪器、校准方法和数据等内容。
6.结果评定:根据国家标准和法规对检定结果进行评定,判定待检流量计是否符合规定的准确度要求。
7.记录和保存:将检定报告和相关数据记录保存在档案中,以备后续参考和查询。
需要注意的是,具体的均速管流量计检定规程可能会因不同的国家、行业和标准的要求而有所差异,以上流程仅供参考。
在实际检定过程中,应严格按照相应的国家标准和法规进行操作。
均速管毕托管流量计安全操作及保养规程1. 引言均速管毕托管流量计是一种常见的流量测量仪表,广泛应用于工业生产中。
为确保仪表的正常运行和使用安全,本文档详细介绍了均速管毕托管流量计的安全操作和保养规程。
2. 安全操作规程2.1 仪表安装 - 确保仪表安装位置符合要求,远离振动、高温和腐蚀性气体等环境; - 确保仪表和管道之间的连接牢固,无泄漏。
2.2 仪表启动 - 在操作仪表之前,必须穿戴好防静电服,并将手部静电放电,以免对仪表产生静电干扰; - 严格按照仪表启动顺序依次操作; - 启动仪表后,注意观察指示灯和显示屏,确保仪表处于正常工作状态。
2.3 仪表操作 - 操作人员应熟悉仪表的使用说明书和操作方法,严格按照规定进行操作; - 不得随意更改设置参数,以免影响测量结果和仪表性能; - 定时对仪表进行校准,确保测量结果的准确性。
2.4 仪表维护 - 定期对仪表进行清洁,清除积尘和污垢; - 定期检查仪表的电源线和接线端子,确保连接良好; - 注意防水和防潮,以免影响仪表的正常工作; - 定期对仪表进行检测和维修,确保仪表性能可靠。
3. 保养规程3.1 仪表清洁 - 定期对仪表外壳进行清洁,使用干净的软布进行擦拭; - 严禁使用有机溶剂和腐蚀性液体清洗仪表; - 清洁过程中,应注意避免强力碰撞和表面划伤。
3.2 仪表校准 - 定期对仪表进行校准,校准时间间隔取决于使用频率和精度要求; - 在校准过程中,应使用专业的校准设备,并按照校准规程进行操作。
3.3 仪表检测和维修 - 定期对仪表进行检测,检查仪表的各项指标是否符合要求; - 出现任何故障或异常情况,应停止使用并及时联系专业技术人员进行维修; - 禁止私自拆卸仪表,以免造成损坏或安全隐患。
4. 总结均速管毕托管流量计的安全操作和保养规程对于保证仪表的正常运行和使用寿命具有重要意义。
操作人员必须严格按照规程操作,并定期进行维护和检测。
只有确保仪表的安全可靠性,才能提高工业生产的效率和质量。
均速管流量计安装使用说明书江苏华清仪表有限公司目录一、概述 (1)二、测量原理 (2)三、基本参数 (3)3.1 测杆的截面形状 (3)3.2 分类 (3)3.3 公称通径 (4)3.4 公称压力 (4)3.5 均速管流量计的准确度 (4)3.6 工作温度 (4)四、型号规格 (5)五、上、下游侧必要的直管段长度 (7)六、安装与维护 (8)6.1 安装要求 (8)6.2 维护 (9)一、概述均速管流量计(阿牛巴)是基于毕托管测速原理发展起来的一种新颖的流量仪表。
其突出的优点是结构相对简单、重量轻、成本低廉、压损小、安装维护方便、仪表配套适应性强,适用于圆形、矩形、多面形管道的流量测量。
在工艺管径日益增大而又要求安装方便的情况下,均速管流量计更是作为大管径流量测量的首选。
该流量计广泛被应用于火电、核电、石油、轻纺、造纸、冶金、化工等行业中对液体、气体及蒸汽等介质的流量测量和控制。
由于均速管流量计测量的是流体的点速度,因此,对直管段的要求比一般速度型流量计要长,只有保证足够的直管段长度,才能使管内流体有稳定的流速分布。
一般要求前直管段最短长度在10D 以上。
由于流体若处在层流与紊流之间的过渡区时状态不易移定,所以本流量计所选择的雷诺数不宜在2000~5000 之间。
均速管与孔板在被测管道中造成的压力损失对比示意图二、测量原理均速管流量计是基于皮托管测速原理发展起来的,它是通过管道的平均流速及管道的有效截面积的乘积来确定流量的。
一般管道中的流速分布是不均匀的。
如果是充分发展的流体,其速度分布为指数规律。
为了准确计量,将整个圆截面分成四个单元面积相等的两个半圆及两个半环。
均速管流量计的检测杆是由一根中空的金属管组成,布置在垂直于流向的工艺管道中,迎流面钻两对总压孔,分别处于各单元面积的中央,它们分别反映了各单元面积的流速大小。
由于各总压孔是相通的,传至检测杆中的各点总压值平均后,由总压引出管经高压接头,送到变送器的正压室。
均速管流量计故障处理实例以某厂均速管流量计故障为例,详细讲述均速管流量计故障判断处理过程,并总结了均速管流量计故障维修经验供仪表工参考和借鉴。
1、故障现象某厂入工段过热蒸汽流量计4年来一直稳定工作,近日在工艺生产未进行任何调整的情况下,热蒸汽流量计的流量值从4500kg/h逐渐变为0(整个过程大约为半个小时)。
2、仪表配置情况该厂采用一体式均速管流量计测量过热蒸汽,匀速管传感器为重庆拓展自动化仪表有限公司产品,配套差压变送器为昌晖高稳定性单晶硅差压变送器YR-ER101。
3、均速管流量计使用工况介绍测量介质为过热蒸汽;设计压力为100kPa;设计温度为260℃;管道直径273×5mm;最大流量8500kg/h,正常流量7000kg/h,最小流量3500kg/h。
4、均速管流量计故障处理前安全措施①此均速管流量计与调节阀组成自动调节回路,所以在检修均速管流量计之前,通知中控室操作人员,调节阀切到手动模式;②测量介质属于高温过热蒸汽,处置故障前,做好防烫,防冲击措施。
5、故障原因分析及判断思路一般情况下,差压式流量计流量不稳定,都是由于导压管不畅引起的故障(导压管存在气泡或者导压管中杂质堵塞等),结合实际故障,流量突然从正常值缓慢降到0,第一反应应该是正压侧导压管不畅,导致正压测压力缓慢降低,进而造成流量计指示值逐步为0。
可以通过对均速管流量计正负压侧导压管进行排空,疏通来解决此故障。
仪表检修人员按照上述思路,进行现场检修作业,排空均速管流量计,清除单晶硅差压变送器导压管内多余气泡及杂质后,重新投运差压变送器后,流量恢复正常值,但是不到半个小时,流量依旧缓慢降低直至0,故障依然存在。
同样的方式处理几次,问题依旧未能解决。
利用475HART手操器进行变送器通讯,查看实时在线,发现差压值逐步在减小。
当即决定对单晶硅差压变送器进行校零(关闭正负压阀,打开平衡阀,打开变送器排空),校准零点后,继续对单晶硅差压变送器进行实时在线查看,发现单晶硅差压变送器差压值有下降的趋势,不到10分钟的时间从校零后的0.001kPa下降到-1.21kPa。
匀速管流量计工作原理朋友,今天咱们来唠唠匀速管流量计这个有趣的家伙的工作原理。
匀速管流量计啊,就像是一个特别聪明的流量小侦探呢。
你想啊,在管道里,流体就像一群调皮的小虫子,跑来跑去的,流量的测量可不容易。
匀速管流量计在管道里是怎么开始它的工作的呢?它有一个独特的形状哦。
它就像一个小小的障碍物,但是这个障碍物可有着大作用。
当流体流过这个匀速管的时候,流体就会发生变化。
就好比一群小朋友在操场上跑着玩,突然遇到了一个小栅栏,他们的队形啊、速度啊就会有调整。
在匀速管的前端呢,流体流过来的时候,会有一个压力的变化。
这个压力就像是流体给匀速管的一个小信号,告诉它“我来啦,我带着我的流量信息来啦”。
因为流体在匀速管前端的时候,流速会发生改变,根据流体力学的原理,流速一变,压力也就跟着变了。
这就像是水流到狭窄的地方会变得更急,压力也会不同一样的道理。
然后啊,在匀速管的侧面还有一些压力孔呢。
这些压力孔就像是小耳朵一样,在静静地听着流体的动静。
流体经过匀速管的时候,侧面的压力也会有独特的表现。
这个压力和前端的压力有着一定的关系哦。
这个关系就像是一个小密码,里面藏着流量的秘密。
你知道吗?匀速管流量计就是通过测量这几个不同地方的压力差来算出流量的。
这就像是做一道数学题,有了已知条件,就能求出答案。
这个压力差就像是一把神奇的钥匙,打开了流量测量的大门。
如果压力差大呢,就说明流量可能比较大,就像水流得很急的时候,它冲击障碍物产生的压力差就大;如果压力差小,那流量可能就小一些,就像水流缓缓地流过的时候。
而且啊,匀速管流量计还特别的“坚强”呢。
不管是液体还是气体的流量,它都能试着去测量。
就像一个万能的小助手,不管是测量水在管道里的流量,还是测量空气在通风管道里的流量,它都跃跃欲试。
不过呢,它也有自己的小脾气。
如果流体里有太多的杂质,就像一群调皮捣蛋的小沙子混在流体里,那可能会影响它测量的准确性。
就好比小沙子会干扰它感受流体的压力变化,让它有点“晕头转向”的。
均速管流量计工作原理
均速管流量计是一种常用的流量测量仪器,其工作原理基于流体在管道中流动时的特性。
通过测量流体通过管道时的压力差,可以计算出流体的流量。
下面将详细介绍均速管流量计的工作原理。
均速管流量计是一种差压流量计,其基本原理是利用管道中的均速管来使流体流动保持稳定,从而实现对流量的测量。
所谓均速管,是指管道中一段特殊设计的管道,通过该管道,流体可以达到稳定的速度分布,从而保证流体在管道中的流速是均匀的。
当流体通过均速管时,流体的速度分布是对称的,流速最大的地方位于管道中心,流速逐渐减小,最终接近管道壁面时速度为零。
这种速度分布可以使得流体的流动状态稳定,不会出现剧烈的涡流和湍流,从而保证了测量的准确性。
均速管流量计的工作原理是基于泊松方程和贝努利方程。
当流体通过均速管时,根据泊松方程可以计算出流体通过管道时的压力差。
同时,根据贝努利方程可以计算出流体在管道中的动能和静压能之间的关系。
通过测量管道两端的压力差,就可以根据这两个方程计算出流体的流量。
在实际应用中,均速管流量计通常配有压力传感器和温度传感器,以便实时监测流体的压力和温度变化。
通过这些传感器采集的数据,可以更准确地计算出流体的流量,并实现对流体流量的精确控制。
总的来说,均速管流量计是一种基于流体力学原理的流量测量仪器,通过测量流体通过管道时的压力差,实现对流体流量的准确测量和控制。
其稳定的流体流动状态和精确的测量原理,使其在工业生产和实验室研究中得到广泛应用。
均速管流量计简介均速管流量传感器由一根横贯管道内径的检测杆与检测杆内迎流面的多点测压引压管和背流面的静压测量管构成。
并按照流体的总压平均值和静压平均值来推算流量。
被广泛使用在石油、化工、矿冶、钢铁、电力、水利、造纸、制药、食品和化纤等许多行业中。
按检测元件断面形状,均速管大致可分成圆形、菱形、弹头形、翼形、T形等几类。
菱形如:德国思科公司(Systec Co)推出德尔塔巴(Deltaflow)均速管。
T形如:Emerson公司推出的新结构(该公司称485型Annubar)。
子弹头形如:美国Verabar公司推出的威利巴。
均速管工作原理图特点结构简单、重量轻、无可动部件、使用可靠属于插入型流量仪表、安装非常方便压力损失小、特别适合低压大管径管道的流量测量逐台标定后出厂、充分保证精度主要技术参数适用介质:气体、蒸汽、液体管径范围:100-2500mm工作温度:<450 ℃工作压力:< 6.4MPa注意事项◆安装▲可水平、垂直或倾斜安装,应保证管内充满液体。
▲节流装置前,后直管段应是直的,无肉眼可见弯曲,同时应是“圆的”,内壁应洁净,无凹坑与沉淀物。
▲直管段长度要求及节流装置安装应符合GB/T26224—93有关规定。
▲引压管路安装应符合标准规定的规范。
◆订货须知订货时请详细提供以下数据:(1)被测介质(2)最大、常用、最小流量。
(3)工作压力、工作温度(4)介质密度、粘度(5)管道材质、内径、外径(6)允许压力损失(7)取压方式(8)现场管道敷设情况和局部阻力件形式。
产品分类及结构依照产品供货范围以及输出信号的不同,均速管流量计可分为3类:1、均速管流量传感器只提供差压信号的形成部分(均速管流量传感器),不提供差压流量变送器和流量显示部分,输出信号为差压。
由用户自己进行其它配置。
2、均速管流量变送器由均速管流量传感器和差压变送器组成。
有分体式安装和一体式安装两种结构。
一体式安装是产品出厂时己将差压变送器与均速管流量传感器连接成一体,用户购买一体式均速管流量变送器后,使用时不需再连接引压管。
均速管流量计标准
均速管流量计是一种常用的流量测量仪表,其标准依据主要有:
1. 流量计直管段要求:均速管流量计的上游需要大于3至25倍管径,下游需要大于2至4倍管径。
这样才能保证测量精度和稳定性。
2. 流量计安装点要求:均速管流量计通常安装在管道的直线段上,需要保证管道内没有涡流、杂质、结垢等影响测量精度的因素。
同时,需要确保安装点没有剧烈的管道振动和压力波动。
3. 均速管流量计特点:均速管流量计具有压力损失小、能源损耗少、永久压力损失等特点,能够实现高精度的流量测量,适用于各种流体介质和工况条件。
在实际应用中,均速管流量计的安装和使用需要遵循相关标准和规范,以保证测量精度和稳定性。
同时,为了确保均速管流量计的正常运行和使用寿命,需要定期进行维护和保养。
节能仪表——均速管流量计
毛新业
四川自控工程专业委员会
均速管流量计(国外称Annbar 、Torbar 、Probar 、verabar 、itabar ……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m 3(或质量kg ),即Q= m 3/s=m 2·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=∑=n
i AiVi 1。
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=AJO 2
〔ΔP/δ〕21……① 式中①Q 为流量(m 3/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/m 3)。
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1/40~1/50。
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Re<105时,在圆截面上分离点为78°;而Re>106时,分离点将转为130°,当Re处于105~106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2~4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2C—
2),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℃。
Probar及Itabar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/Ks≈200),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。
5、T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4~5D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。