彎管流量計(jì)
西安華恒儀表制造有限公司是主要生產(chǎn)流量計(jì)和變送器的儀 表廠家,擁有自主的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和生產(chǎn)線??梢宰灾餮邪l(fā)設(shè)計(jì)滿足 各行業(yè)、各環(huán)境下的高精度流量計(jì)。今天和大家分享一下彎管流量計(jì)。
彎管流量計(jì)的工作原理
彎管流量計(jì)與傳統(tǒng)的孔板流量計(jì)一樣同屬于差壓式流量計(jì)的范疇, 只是彎管流量計(jì)產(chǎn)生差壓的方式與孔板流量計(jì)不同, 孔板是利用流體的縮放原理產(chǎn)生差壓的, 而彎管傳感器是利用流體的慣性原理產(chǎn)生差壓的。 當(dāng)流體通過彎管時(shí),由于受彎管的約束流體被迫作類似的圓周運(yùn)動(dòng),流體在作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力作用于彎管的內(nèi)兩側(cè),使彎管傳感器內(nèi)外兩側(cè)之間產(chǎn)生一個(gè)壓力差, 該壓力差(也就是壓差值)的大小與流體的密度有關(guān), 與流體的平均流速有關(guān), 與流體作圓周運(yùn)動(dòng)的曲率半徑有關(guān)。 他們之間遵循作圓周運(yùn)動(dòng)物體都必須遵循的牛頓運(yùn)動(dòng)定律的有關(guān)規(guī)律。
F=m(V2/R)
其中: F流體對(duì)彎管施加的離心力;
V流體值彎管中的平均流速;
R彎管中心曲率半徑;
我們對(duì)上述公式進(jìn)行整合、 積分處理之后, 最終獲得如下關(guān)系式:
V=(R/d) 1/2(P/) 1/2
其中: V介質(zhì)中彎管傳感器中的平均流速;
R/d彎管傳感器的彎徑比;
P流體通過彎管傳感器時(shí)產(chǎn)生的差壓值;
介質(zhì)的密度;
這個(gè)公式就是彎管流量計(jì)的基本公式, 它描述了介質(zhì)在彎管傳感器中流動(dòng)時(shí),介質(zhì)對(duì)彎管施加的離心力與介質(zhì)的密度, 介質(zhì)的平均流速以及彎管的重要幾何尺寸彎徑比之間的關(guān)系。這里提到的彎徑比就是彎管的中心曲率半徑與彎管內(nèi)徑的比值, 它是描述彎管幾何特征的重要參數(shù)。 彎徑比的大小準(zhǔn)確地描述了彎管的彎曲程度,隨著彎管彎徑比的增加, 彎管的彎曲程度將減小。 它在流量公式中的作用于孔板流量計(jì)中的開孔率 值十分相似(=d/D) , 隨著 值的變化可以改變流體通過孔板時(shí)的縮流效果, 從而可以在相同的流量條件下獲得不同的差壓值。 同樣, 改變彎管傳感器的彎徑比可以改變流體作圓周運(yùn)動(dòng)的曲率, 從而使同樣的介質(zhì)流量獲得不同的離心力(也就是彎管傳感器顯示的差壓值) , 當(dāng)然改變彎管彎徑比遠(yuǎn)比改變孔板的開孔率要困難得多。
大量的實(shí)驗(yàn)證明, 我們推導(dǎo)所得的數(shù)學(xué)公式完全符合實(shí)際的結(jié)果, 只要介質(zhì)在彎管傳感器中流動(dòng)的最小雷諾數(shù)達(dá)到一個(gè)極低值以上, 彎管流量計(jì)的流量系數(shù) 就是一個(gè)定值, 這個(gè)結(jié)論與孔板流量計(jì)也是十分相似的。
三、 彎管流量計(jì)重現(xiàn)性精度很好, 而測(cè)量精度不高結(jié)論的可信程度
為什么那么多的前輩們?cè)谡劦綇澒芰髁坑?jì)時(shí)雖然承認(rèn)他們的重現(xiàn)性精度很高, 但是, 同時(shí)總是認(rèn)為它的測(cè)量精度不高, 搞清楚這些問題對(duì)于彎管流量計(jì)的推廣應(yīng)用有著十分重要的作用, 也許下面的分析會(huì)給我們一個(gè)比較公正的答案。彎管傳感器的結(jié)構(gòu)十分簡單, 它就是一個(gè)具有確定幾何尺寸的彎頭, 流體通過彎頭產(chǎn)生離心力使彎頭的內(nèi)外兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)壓力差, 這個(gè)轉(zhuǎn)換原理十分清楚、 準(zhǔn)確。 在彎管傳感器工作過程中只要能夠重復(fù)流體流過彎管傳感器的條件和狀態(tài), 彎管傳感器必然會(huì)產(chǎn)生不變的差壓信號(hào), 因此它的重現(xiàn)性精度好的結(jié)論是自然成立的。
說到彎管流量計(jì)測(cè)量精度不高的結(jié)論時(shí), 我們不能超越當(dāng)時(shí)的歷史條件和技術(shù)水平來討論。 雖然彎管傳感器的結(jié)構(gòu)是特別簡單, 但是, 在當(dāng)時(shí)的歷史條件下要想獲得高質(zhì)量的彎管并不容易(我們這里所說的高質(zhì)量彎管包括: 彎管的垂直度、 水平度、 扭曲度、 不圓度、 均勻度等等, 其中彎管的圓度和均勻度對(duì)于加工成彎管傳感器特別重要, 手工或者簡單機(jī)械的冷彎或者熱彎都很難達(dá)到彎管傳感器對(duì)于彎管的基本要求。
其二, 彎管流量計(jì)與孔板流量計(jì)一樣, 也是屬于差壓式流量計(jì)的范疇, 在選擇配套的差壓變送器量程范圍時(shí)我們都希望其差壓范圍大一些比較好, 這將有利于保證系統(tǒng)測(cè)量精度的提高。 孔板流量計(jì)可以利用選擇不同的開孔率 值的方法, 使差壓變送器的量程范圍取得高一些, 當(dāng)然, 這樣的選擇是需要付出代價(jià)的, 其代價(jià)是使介質(zhì)流動(dòng)阻力損失大大加大, 對(duì)于那些大流量、 大管徑的情況下會(huì)大大增加系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。彎管流量計(jì)則不然, 雖然彎管傳感器彎徑比的縮小有利于提高產(chǎn)生的差壓值, 但是, 這種提高是十分有限的, 彎管流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生的差壓值應(yīng)該說是相對(duì)比較小的, 在當(dāng)時(shí)的條件下, 差壓計(jì)的生產(chǎn)技術(shù)是比較落后的, 它的精度等級(jí)、 穩(wěn)定性、 零位漂移等等技術(shù)指標(biāo)都不十分理想。 對(duì)于低差壓, 甚至微差壓的測(cè)量要求則更加困難。 這樣的配套儀表就不能保證彎管流量計(jì)能夠獲得高質(zhì)量的測(cè)量精度。
第三, 當(dāng)時(shí)的二次儀表的生產(chǎn)技術(shù)也是十分落后, 當(dāng)時(shí)的指針式二次表除了本身的精度不高之外, 其他的功能更是無從談起, 因此, 在當(dāng)時(shí)測(cè)量流量的二次儀表連最基本的開方運(yùn)算也無法完成, 只好將流量標(biāo)尺作出非線性的形式。以上三條是限制彎管流量計(jì)獲得好的測(cè)量結(jié)果的主要原因。 當(dāng)然, 人們對(duì)于彎管流量計(jì)流量系數(shù)的確定, 數(shù)學(xué)模型的建立和正確的應(yīng)用這些科研工作者的主觀判斷也是十分重要的因素, 總之, 歷史的、 主觀的、 客觀的種種因素使得眾多專家學(xué)者們得出了彎管流量計(jì)測(cè)量精度不高的錯(cuò)誤結(jié)論, 使彎管流量計(jì)的發(fā)展和應(yīng)用幾乎處于完全停止的狀態(tài)?,F(xiàn)在我們?cè)趻侀_研究者主觀因素的條件下, 看看前面談到的客觀影響因素的現(xiàn)實(shí)條件發(fā)生了什么樣的變化。
首先, 彎管的加工目前已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平, 先進(jìn)的技術(shù)保證和專業(yè)化的加工設(shè)備使我們獲得具有足夠精度要求的彎管變得十分容易, 這就保證了彎管傳感器生產(chǎn)的系列化和規(guī)范化成為可能。
其次, 高質(zhì)量差壓變送器的誕生使彎管流量計(jì)的配套產(chǎn)品的質(zhì)量有了飛躍的發(fā)展, 質(zhì)量非常不錯(cuò)的電容式差壓變送器及智能型差壓變送器的出現(xiàn)和應(yīng)用使過去傷腦筋的諸如: 穩(wěn)定性不好、 精度不高、 零位漂移不能很好解決等等一系列問題得到了徹底解決。
第三, 微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使二次儀表獲得了脫胎換骨的新生, 測(cè)量蒸汽或者其他氣體時(shí)需要的密度補(bǔ)償; 溫度對(duì)于傳感器產(chǎn)生熱膨脹修正和毛病一掃而而在選擇彎管流量計(jì)時(shí), 通常選擇與原有管道尺寸相同的彎管傳感器來進(jìn)行流量測(cè)量, 如果工藝在管道設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求, 那么, 介質(zhì)在彎管傳感器中可以產(chǎn)生足夠的差壓值, 保證流量測(cè)量系統(tǒng)高質(zhì)量的運(yùn)行。
綜上論述不難看出為何近幾年彎管流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用反應(yīng), 精度、 穩(wěn)定性、 可靠性如此之高, 得到用戶及業(yè)內(nèi)人士的廣泛認(rèn)可。 據(jù)了解, 目前彎管流量計(jì)技術(shù)在世界上我國處于絕對(duì)領(lǐng)先地位, 我們肩負(fù)著民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)揚(yáng)光大的重任。 華恒儀表在彎管流量計(jì)的生產(chǎn)、 安裝、 應(yīng)用上有著自己獨(dú)到理解和創(chuàng)新。 彎管氣體流
量計(jì)、 蒸汽流量計(jì)、 液體流量計(jì)、 小口徑高精度流量計(jì)國內(nèi)領(lǐng)先。 堅(jiān)持自己的生存理念: 人品造就產(chǎn)品、 品德決定服務(wù)。 以此實(shí)現(xiàn)公司的持續(xù)發(fā)展, 實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展貢獻(xiàn)社會(huì)的發(fā)展理念。
1. 用途及特點(diǎn)
LGWG 型彎管流量計(jì)廣泛用于石油、 化工、 電廠、 輕工、 醫(yī)藥、 水廠及城市供水、 供暖等部門的流體流量測(cè)量, 同時(shí)可以測(cè)量高溫高壓蒸汽。 該流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、 無插入節(jié)流件、 無附加壓力損失、 安裝方便、性能可靠, 尤其適合大口徑、 大流量、 無壓力損失、 低粘度流體流量的測(cè)量。 耐高溫、 耐磨損、 抗振、
免維護(hù)。
2. 外形結(jié)構(gòu)
LGWG 型彎管流量計(jì)外形結(jié)構(gòu)如圖 1、 圖 2 所示
3. 工作原理
彎管流量的測(cè)量方程式如下:
式中:
qm-質(zhì)量流量 ㎏/h
Dt-工作溫度下的管道內(nèi)徑 m
1-工況下的介質(zhì)密度 ㎏/m3
△P-彎管流量計(jì)實(shí)際產(chǎn)生的差壓
PaK-測(cè)量系數(shù), 具體值經(jīng)計(jì)算并通過實(shí)流標(biāo)定得出
4. 技術(shù)數(shù)據(jù)
4. 1 測(cè)量范圍:
a. 取壓方式: 45 方向取壓 22. 5 方向取壓
b. 公稱通徑: DN25~1000mm
c. 公稱壓力: 4. 0MPa
d. 工作溫度: 450℃
e. 流速: 氣體 5~120m/s 液體 0. 1~12m/s
f. 雷諾數(shù) ReD: 104
g. R/D: >1. 25 R-管道彎頭處的曲率半徑 D-管道內(nèi)徑
h. 精度等級(jí): 經(jīng)過標(biāo)定的彎管流量計(jì) 1 級(jí) 未經(jīng)實(shí)流標(biāo)定的彎管流量計(jì) 4 級(jí)
4. 2 安裝方式:
垂直安裝和水平安裝, 垂直安裝時(shí)流體自下而上
4. 3 直管段要求:
22. 5 方向取壓時(shí), L1=6D, L2=4D 配兩付專用法蘭及取源閥;
45 方向取壓時(shí), L1=L2=5D 配兩付專用法蘭及取源閥
4. 4 型號(hào)表示方法
以上就是彎管流量計(jì)的全部內(nèi)容,如有疑問,可以隨時(shí)聯(lián)系我們。
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