摘要(yao)： 孔闆流量計 自出(chū)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(liàng)計的特點。
　　 差壓式(shi)流量計 作爲一種(zhǒng)流量測量儀表，具(ju)有結構簡單，使用(yong)壽命長，适應性🐕廣(guang)範等特點，因此被(bei)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(yue)占流量儀表的60%~70%。錐(zhui)形流量計作爲20世(shi)紀🎯80年代異軍突🍓起(qǐ)的新興力量，憑借(jie)✍️着其獨特的優勢(shi)，逐漸被市場所接(jie)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(shu)的高精💔度流量計(ji)，滿足各種介質的(de)應用條件要💚求。其(qí)操作原理‼️同其他(tā)各💰類型的差壓原(yuan)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(zhōng)心處懸挂一錐形(xing)節流件，錐形件阻(zu)礙💘介質的流動，重(zhong)塑流速曲線，在錐(zhui)形件的下遊可立(lì)即形🌂成負壓區，管(guǎn)道上遊的正壓同(tong)經節流件節流後(hòu)的下遊的負壓之(zhī)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(kǒu)✂️位于錐體的末端(duān)，通過測量兩者之(zhi)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(xian)中心，可對所測介(jie)質的流速曲線進(jìn)行優化，因此測量(liang)精度高，對儀❌表上(shàng)、下遊的直管段要(yào)求低。
1.2操作原理
　　錐(zhuī)形流量計是一種(zhong)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(li)史了。差壓原理就(jiù)🏃‍♀️是基于密封管道(dào)中的能量轉換原(yuan)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(wei)P1，在介質通過錐體(ti)🤟的節流區時，速度(du)會增加，壓力會降(jiang)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(chà)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(yā)值會增大或縮小(xiao)。當流速相同時，若(ruò)節流面積大，則産(chǎn)生的差壓值也📐大(dà)。β值等于錐體的節(jiē)流面積除以管道(dao)内徑的截面積(可(ke)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(ji)算時所采用的計(ji)算公☀️式同其他差(chà)壓型的流量儀表(biao)相同，但節流件的(de)結構同其他儀表(biǎo)完全💃🏻不同，是通過(guo)懸挂在管線中心(xin)的錐形體來實🧑🏾‍🤝‍🧑🏼現(xiàn)的。錐體可迫使管(guǎn)道中心的介質繞(rao)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(guò)一個很長⭕的管道(dao)，而且在管道中沒(méi)有受到任何阻礙(ài)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(diǎn)都不相同，靠🔞近管(guan)壁的流速幾乎爲(wèi)零，管道中心的流(liu)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(xin)，它直接同流體的(de)高⭐速區接觸，迫使(shi)高速區的流體與(yǔ)低速區的流體相(xiang)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(tā)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(jiē)觸，在介質流速很(hen)低時，就可能沒有(yǒu)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(dou)⚽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(er)錐✉️形流量🏃‍♂️計的錐(zhui)體對上遊流速分(fen)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(ji)爲惡劣的情況下(xià)使流體分布均🐕勻(yun)（如💃🏻在💋緊✨鄰儀表上(shang)遊有單彎管、雙彎(wan)管），以保證獲得較(jiào)高的測🥵量精度。


2錐形流量計的優(you)點及與傳統孔闆(pan)流量計的比較
2.1精(jīng)度
錐形流量計精(jing)度高：精度可達到(dào)±0.5%。
孔闆流量計精度(du)低：精度基本在±3%以(yi)下。
2.2重複性
　　錐形流(liú)量計重複性好：優(yōu)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(wèi)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(duō)，重複性差。
2.3安裝要(yào)求
　　錐形流量計安(ān)裝要求低：前0D~3D、後0D~1D。無(wú)論是泵、壓縮機、閥(fá)㊙️門或者彎㊙️管（一個(ge)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(ān)裝要求高：一般前(qián)10D、後5D。複雜工況還要(yao)加大到前20D、後5D。
2.4長期(qī)穩定性
　　錐形流量(liang)計長期穩定性好(hao)：流體流經圓錐體(tǐ)無突然波👅動，而是(shi)沿着錐形體形成(chéng)一個邊界層，并引(yin)導流體🌏離開錐體(ti)的後角。所以，錐體(ti)夾角不受不清潔(jié)🏃‍♀️流體的💋磨損，β值🥰可(ke)長期不變，并保證(zhèng)長期正确測量。
　　孔(kong)闆流量計長期穩(wěn)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(xìn)号穩定性
　　錐形流(liú)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(liú)量計産生🙇🏻高頻低(di)幅信号，并且🤩信号(hào)在錐體尾部流向(xiàng)中央，相互抵消，因(yīn)此幹擾小。
　　孔闆流(liu)量計信号不穩定(ding)：流體流經平面後(hou)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(gàn)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(sun)低而量程寬：通常(cháng)量程比爲15∶1~50∶1。這是因(yīn)爲錐體的流線型(xíng)設計，使壓損大大(dà)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(liú)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(jian)下，仍然可測量并(bing)可保證較好的重(zhong)複性。
　　孔闆流量計(ji)壓損大、量程小：通(tong)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(kou)，因此壓損大，導緻(zhi)💔了小信号波動大(da)、幹擾大，小量程無(wu)法測量。
2.7β值範圍和(he)差壓
　　錐形流量計(jì)的β值範圍寬：錐形(xíng)流量計獨特的幾(ji)何形🥰狀允🌈許有廣(guang)泛的β值範圍。标準(zhǔn)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(yǒu)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(fàn)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(zhui)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(zhang)期免維護：錐形流(liú)線型徹底吹掃式(shi)設計避免了流體(tǐ)中的殘渣、凝結物(wu)或顆粒的滞留，可(kě)以保持錐體長期(qī)清潔。由于錐體對(dui)流體整形，加速了(le)管壁流體的流速(su)，減少了正取壓口(kou)的髒污停留，倒角(jiǎo)的設計，使流體流(liú)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(yi)保證正确測量。
　　實(shí)踐證明，錐形流量(liang)計在焦爐煤氣、渣(zha)油等特别髒污🈲介(jiè)質的測量中均能(neng)成功使用，并已在(zai)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(jī)，一般需3個月清洗(xǐ)一次，才能較好地(dì)保證其精度。
2.10可測(ce)高溫、高壓介質
　　錐(zhui)形流量計針對不(bu)同的溫度和壓力(li)，采用不同的材質(zhi)，工🏃🏻‍♂️作溫度最高可(kě)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(ti)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(fèn)水份沿錐體從💘管(guǎn)道中央溫度較高(gao)的地方向周圍溫(wen)♍度較低的地方快(kuài)速移動，從而産生(sheng)凝露，沿錐體向管(guǎn)道底部下滴，由于(yú)錐體對流體整形(xíng)，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(gao)了測量正确率。但(dàn)是氣體中含水不(bu)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(shi)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(pǎn)後産生的渦流，向(xiàng)管壁作波動性發(fa)散，影響負取壓口(kǒu)取壓信👨‍❤️‍👨号。因此，濕(shi)氣對孔闆🧡的測量(liàng)精度會産生較大(da)的負面影響，從而(er)影🔞響測量。故而，孔(kǒng)闆及其他方式測(ce)量濕氣⭐往往難以(yǐ)達到預期的效果(guǒ)。
綜上所述，在可預(yù)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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