v錐流量計(jì)_v型錐流量計(jì)

V錐流量計(jì)概述
   V錐流量計(jì)又名；V型錐流量計(jì)；V形錐流量計(jì)；錐形流量計(jì)、錐型流量計(jì)；內(nèi)錐流量計(jì)；v型內(nèi)錐流量計(jì)、內(nèi)錐式流量計(jì)。V錐流量計(jì)(V-cone flowmeter)是20世紀(jì)80年代開始研發(fā)的一種差壓流量計(jì)，與傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)相比較，它是一種新型的差壓式流量計(jì),它的原始發(fā)明人為Floyed McCall，于20世紀(jì)90年代初申請(qǐng)。它的開發(fā)成功是差壓式流量測(cè)量的質(zhì)的飛躍。它利用V錐體在流場(chǎng)中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)上下游壓差來(lái)測(cè)量流量。與普通節(jié)流件相比，它改變了節(jié)流布局，從中心孔節(jié)流改為環(huán)狀節(jié)流。實(shí)踐使用證明，V錐流量計(jì)與其他流量?jī)x表相比，具有長(zhǎng)期精度高、穩(wěn)定性好，受安裝條件局限小、耐磨損、測(cè)量范圍寬、壓損小、適合贓污介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。而且V錐體本身作為流場(chǎng)的整流器而成為一種具有*性能的優(yōu)異的新型流量計(jì)。由V錐傳感器和差壓變送器、智能流量積算儀組合而成的V錐流量計(jì)，可精確測(cè)量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。現(xiàn)在V錐流量計(jì)并未實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化，然而卻是國(guó)際流量測(cè)量界研究的熱點(diǎn)。相信不久的將來(lái)隨著深入的研究，理論及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的完善，它將和標(biāo)準(zhǔn)孔板，標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、經(jīng)典文丘里流量計(jì)一樣成為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置中的一員。
V錐流量計(jì)的特點(diǎn):
1.準(zhǔn)確度可達(dá)到可以達(dá)到0．5％。。
2.量程比典型值為15：l，至少可有10：1的量程比，遠(yuǎn)優(yōu)于孔板、噴嘴等傳統(tǒng)流量計(jì)。
3.重復(fù)性優(yōu)于±0．1％。
4.安裝時(shí)所要求直管段很短，上游要求0至3D，下游要求0至1D；不需要在V錐流量計(jì)的上游安裝流動(dòng)調(diào)整器。大大的節(jié)約了固定工況下
的費(fèi)用和安裝空間。
5.流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是流體掃過(guò)型結(jié)構(gòu)，不可能截留流體中任何夾帶的氣、液或固相污物，非常適用于對(duì)臟污流體的流量測(cè)量，如焦?fàn)t煤氣、濕氣體等。
6.專用特殊設(shè)計(jì)的內(nèi)錐體可以減弱被測(cè)壓力(差壓)場(chǎng)中脈動(dòng)(振蕩)的幅值，從而減小差壓信號(hào)中的噪聲。可測(cè)量更小流量，使量程比拓寬。
7.無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高，，不易產(chǎn)生卡死。
8.當(dāng)流體流經(jīng)具有特殊廓形的內(nèi)錐體時(shí)，會(huì)在其周邊形成邊界層并疏導(dǎo)流體離開錐體尾部的邊緣，從而減少它被磨損的可能性，從而保證其性能的穩(wěn)定。
9.壓損小，能量損失小，耐臟污。錐形流量計(jì)適用于低靜壓流體流量測(cè)量的使用場(chǎng)合，如煙道氣。
10.安裝方便，是進(jìn)行技術(shù)改造的理想流量計(jì)。
11.免維護(hù)或維護(hù)的工作量很小，具有流動(dòng)調(diào)整和對(duì)流體的混合作用。
V錐流量計(jì)的分類：
   根據(jù)不同的安裝方式，開封中儀將錐形節(jié)流裝置分成下列三種結(jié)構(gòu)型式：
1.精密測(cè)量管道式：其口徑范圍一般從15mm～1200mm。 使用條件:ß值：0.45-0.85   PN：0.25-20MPa  ReD:5X103-1X107
2.維夫式：即法蘭夾裝式、對(duì)夾式，其口徑范圍從15-150mm。
3.插入式：其口徑范圍是150mm至1800mm，由于無(wú)法進(jìn)行校準(zhǔn)，精度較差，不確定度在3％到5％之間，測(cè)量值的重復(fù)性仍然很好。
 V錐流量計(jì)結(jié)構(gòu)及原理
    傳統(tǒng)的V錐流量計(jì)由V錐節(jié)流裝置、差壓信號(hào)管線、三閥組組件、差壓變送器及流量積算儀組成，其整機(jī)圖參見本公司實(shí)物圖片。v錐式流量計(jì)是利用同軸安裝在管道中的v形錐將流體逐漸地節(jié)流收縮到管道的內(nèi)邊壁，通過(guò)測(cè)量此v形內(nèi)錐體前后的差壓來(lái)測(cè)量流量的。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的多次測(cè)試和應(yīng)用證明：利用v錐流量計(jì)能在更短的直管段條件下，以更寬的量程比對(duì)潔凈或臟污流體實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確更有效的流量測(cè)量。
   v錐式節(jié)流裝置包括一個(gè)在測(cè)量管中同軸安裝的尖圓錐體和相應(yīng)的取壓口。該測(cè)量管是預(yù)先精密加工好的．在尖圓錐體的兩端產(chǎn)生差壓。此差壓的高壓(正壓)是在上游流體收縮前的管壁取壓口處測(cè)得的靜壓力Pl，如下圖所示，而低壓力(負(fù)壓)則是在圓錐體朝向下游端面錐中心軸處所開取壓孔處的壓力P2。該圓錐體的朝向來(lái)流，該圓錐體與其尾隨面之間是一個(gè)尖銳的銳角。此交合面的邊緣使得流體在進(jìn)入下游的低壓區(qū)之前有一個(gè)平滑的過(guò)渡區(qū)。由于流體不是被迫收縮到管道中心軸線附近，并且也不再是一個(gè)阻擋物(節(jié)流件)令流體突然改變流動(dòng)方向，而是利用這種結(jié)構(gòu)新穎的內(nèi)錐式節(jié)流裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)流體的逐漸朝向管內(nèi)邊壁的收縮(節(jié)流)，使V錐式流量計(jì)具有了一系列*的優(yōu)點(diǎn)。
  流量計(jì)在其節(jié)流件的下游只會(huì)產(chǎn)生高頻低幅的小渦流。由于差壓變送器所測(cè)量的差壓△P信號(hào)是低噪聲信號(hào)。這樣在低壓力的取壓孔處可以測(cè)得靈敏度(分辨率)優(yōu)于2．5毫米水柱的壓力．這就使只用一個(gè)差壓變送器就獲得很寬的量程比和很好的重復(fù)性：重復(fù)性優(yōu)于0．1％成為可能。
V錐流量計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及缺陷
    由于V錐體的*廓形以及它在管道中心軸線的位置使V錐節(jié)流裝置具有漸縮漸擴(kuò)的邊壁收縮、低的信號(hào)背景噪聲、最小的磨損(自保護(hù))、流動(dòng)調(diào)整(自整流)、自清掃、自混合等*功能和有效地與流體速度分布的高速中心區(qū)相互作用，使它能以一種*的方式測(cè)量流體的流量，其綜合效果是使它具有優(yōu)良的技術(shù)特性。
  由于V錐流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它本身也存在難以避免的缺陷：
(1)要求V錐流量計(jì)具有優(yōu)于0．5％的精確度時(shí)，對(duì)每一臺(tái)流量計(jì)都要求在盡可能接近使用條件的校準(zhǔn)裝置上對(duì)它進(jìn)行實(shí)流校準(zhǔn)，即標(biāo)定它的流出系數(shù)C。
(2)V錐流量計(jì)尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的程度。
(3)由于結(jié)構(gòu)原因，無(wú)法用一臺(tái)V錐流量計(jì)適應(yīng)雙向流的流量測(cè)量要求。
(4)對(duì)于低雷諾數(shù)(Re<8000)的情況，無(wú)法保證線性度和重復(fù)性的要求。
(5)因?yàn)樾枰岸艘龎海w積龐大，初裝費(fèi)較高，限制了V錐流量計(jì)的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
v錐流量計(jì)的外圍配件
   當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)錐形節(jié)流裝置時(shí)，由于流體在節(jié)流件附近形成局部收縮，使流速增加，靜壓降低。節(jié)流件前后二個(gè)取壓點(diǎn)處的靜壓差與流經(jīng)節(jié)流裝置的流體流量的平方成正比。由于節(jié)流裝置的輸出信號(hào)與流經(jīng)節(jié)流裝置的流體流量之間是非線性關(guān)系，不便于計(jì)算．為減少使用中的困難，可在差壓變送器中對(duì)節(jié)流裝置輸出的差壓信號(hào)進(jìn)行開方，以得到線性輸出的流量信號(hào)。如需要知道在一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)節(jié)流裝置的流體總量，則需要使用帶有積算器的流量計(jì)算機(jī)或顯示儀表。這樣就可以顯示目前工況的瞬時(shí)和累積流量，并可以實(shí)現(xiàn)定量控制。當(dāng)流經(jīng)節(jié)流裝置的是氣體或蒸汽時(shí)。為了對(duì)氣體或蒸汽的密度進(jìn)行修正，還需要有溫度與壓力變送器與之配套．在流量顯示儀表或流量計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)密度修正，從而保證流量計(jì)量的準(zhǔn)確．

開封中儀v錐流量計(jì)實(shí)物圖片：

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V錐流量計(jì)前景展望
   V錐流量計(jì)進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)已經(jīng)有l(wèi)O多年的時(shí)間了．國(guó)內(nèi)有直接生產(chǎn)該類型流量計(jì)的廠家接近50家，*已經(jīng)超過(guò)3億元。在市場(chǎng)前景看好的同時(shí)，我們也要保持一分清醒。經(jīng)過(guò)對(duì)v錐流量計(jì)的深入研究，v錐流量計(jì)的技術(shù)方面，還有很多事件等待我們技術(shù)人員去摸索．
  1.結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)化：
   標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容之一，是節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)化。各類標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的幾何形狀，加工技術(shù)要求以及安裝和使用條件等都有詳盡的規(guī)定。反觀錐形節(jié)流裝置迄今無(wú)論國(guó)內(nèi)外資料都只有錐形節(jié)流裝置的一些照片、簡(jiǎn)圖，沒有結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求的詳細(xì)資料．我公司和其他國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠皆是采用自行設(shè)計(jì)，制造。顯然結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求不統(tǒng)一，無(wú)法進(jìn)行各廠產(chǎn)品性能的相互比較和評(píng)價(jià)，今后各單位的試驗(yàn)研究成果亦無(wú)法匯聚到一起。所以結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)該是錐形節(jié)流裝置試驗(yàn)研究工作的首要任務(wù)。使v錐形流量計(jì)技術(shù)早日達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化程度正是我們技術(shù)工作者努力的方向。
   2.制造工藝：大口徑孔板流量計(jì)加工方便，尺寸比較容易保證。但是對(duì)于大口徑錐形流量計(jì)，其計(jì)量管段加工如何進(jìn)行?如果不加工，精度的影響多少?這有待于我們?nèi)ピ囼?yàn)。
   3.流出系數(shù)和可膨脹系數(shù)計(jì)算公式的制訂：
   流出系數(shù)和膨脹性系數(shù)也是節(jié)流裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容之一．它是節(jié)流裝置設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)*的一個(gè)條件，是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置干式檢定的必要條件之一．從1980年到1992年的12年間，在美國(guó)和歐洲的11個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，進(jìn)行了大量的孔板試驗(yàn)，累積了16376個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)．1998年4月1日， ISO宣布IS05167一l：1991Amendmentl孔板流量計(jì)的流出系數(shù)公式正式修改為新的流出系數(shù)公式(里德.哈利斯，加拉赫(Reader-Harris／Gallagher，R-G公式))， 該公式就是利用上述數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)擬合而得。        
  4.現(xiàn)場(chǎng)工況影響量的試驗(yàn)研究：
   節(jié)流裝置流出系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)室中流量標(biāo)準(zhǔn)裝置取得的，亦就是說(shuō)它是在參比工作條件下取得的數(shù)據(jù)，節(jié)流裝置在現(xiàn)場(chǎng)投用后，將受現(xiàn)場(chǎng)影響量的影響。流出系數(shù)將增加附加誤差，現(xiàn)場(chǎng)流量測(cè)量誤差是實(shí)驗(yàn)室基本誤差和現(xiàn)場(chǎng)附加誤差的合成．因此標(biāo)準(zhǔn)中現(xiàn)場(chǎng)影響量誤差的消除和估算是標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容之一，在標(biāo)準(zhǔn)中它是列在安裝要求的一章的．因而錐形節(jié)流裝置工況的研究試驗(yàn)應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行，力求得出正確可靠的結(jié)論。
 5.錐形流量計(jì)的推廣；
   好的產(chǎn)品也要進(jìn)行足夠的宣傳，才能被廣泛使用．目前用戶對(duì)孔板流量計(jì)比較熟悉，對(duì)錐形流量計(jì)認(rèn)識(shí)還不足。當(dāng)對(duì)比錐形和孔板流量計(jì)的一次性投入時(shí)，用戶往往會(huì)習(xí)慣性選擇孔板流量計(jì)。打破這一狀況就需要我們?nèi)ゼ哟笮麄髁Χ?。目前?guó)內(nèi)，開封中儀在宣傳錐形流量計(jì)方面走的較早，已有四千套左右v錐流量計(jì)投入了工業(yè)應(yīng)用。
 6.錐形(或差壓)一體化形式：
  在完成錐形流量計(jì)的基礎(chǔ)上，我司下一步進(jìn)行一體化流量計(jì)的開發(fā)．這種一體化的流量計(jì)具備如下功能：a.通過(guò)錐形流量計(jì)獲取差壓信號(hào)；b.通過(guò)錐形流量計(jì)獲取溫度、壓力信號(hào).c.通過(guò)對(duì)上述信號(hào)數(shù)字化處理得到流體的體積量、質(zhì)量。該類型的一體化儀表我們開封中儀流量?jī)x表已經(jīng)上市。
    綜合上述，v錐形流量計(jì)作為一種新型差壓流量計(jì)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明其在某些方面比孔板流量計(jì)更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)計(jì)量．但是其是否可以*替代其他差壓流量計(jì)，我們將繼續(xù)努力探索下去。v錐流量計(jì)有多種結(jié)構(gòu)。常規(guī)的技術(shù)指標(biāo)設(shè)定為：
●準(zhǔn)確度：1．0％．
●重復(fù)性：不低于準(zhǔn)確度的1／3．
●量程比：3：1以上．
●安裝直管段長(zhǎng)度：上游0～3D，下游O～1D．
●雷諾數(shù)范圍： l×104～l×107，上限可以更高。
●公稱壓力：≤4．0MPa．
●溫度范圍：-20～500℃(有更高溫度要求可訂制)。

V錐流量計(jì)功能分析
 1．節(jié)流功能一形成流體*的逐漸的局部收縮，壓損較小。
   v錐形流量計(jì)的錐形節(jié)流元件一一錐體，使流體軸對(duì)稱地朝向管內(nèi)壁，逐漸收縮，即形成逐漸的環(huán)狀收縮．在流通面積收縮的同時(shí)流體也被逐漸加速。由于尖圓錐體在管道中心軸線上。使它能更有效地作用于速度分布的高速中心區(qū)，而沿錐體外廓與管內(nèi)壁之間的環(huán)隙是無(wú)阻擋的。因此它的節(jié)流作用要比孔板小些，流通能力要比孔板大些。
   流出系數(shù)C的典型值：錐形流量計(jì)為O．80，孔板為O．60。
   由于實(shí)現(xiàn)了逐漸收縮、逐漸擴(kuò)散的邊壁節(jié)流方式，在相同的流量下，錐形流量計(jì)的差壓值約為孔板差壓值的二分之一．由于差壓小，壓力損失自然小。在合理設(shè)計(jì)時(shí)，錐形流量計(jì)的壓損約為孔板流量計(jì)壓損的四分之一(或更小)，所以能耗小。
   如按照己知的各種節(jié)流式差壓流量計(jì)的壓損公式進(jìn)行核算。發(fā)現(xiàn)v錐形流量計(jì)的壓損比孔板的壓損低，比噴嘴的壓損略高。在相同的流量下，錐形流量計(jì)的壓損值小于孔板壓損值的二分之一。另外，還應(yīng)該從背景噪聲方面來(lái)理解錐形流量計(jì)的壓損較?。涸阱F體的下游會(huì)形成一個(gè)高速，高紊流和含有小旋渦的低壓區(qū)。這些小旋渦在取壓孔處會(huì)形成高頻低幅的壓力脈動(dòng)信號(hào)，此低幅的壓力脈動(dòng)信號(hào)會(huì)形成差壓輸出信號(hào)中的低噪聲的背景噪聲。由于差壓輸出信號(hào)中的背景噪聲很小，較低的差壓值也能有效地被檢測(cè)出來(lái)。而孔板流量計(jì)取壓孔處形成低頻高幅的壓力信號(hào)，不容易測(cè)量。所以，相對(duì)于孔板流量計(jì)來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)v錐形流量計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者可以選用較低的差壓上限值。由于差壓值小，壓損值自然小。所以與孔板相比，耗能費(fèi)會(huì)小得多。
2．錐體具有自動(dòng)整流功能
   V形尖圓錐體對(duì)流體的速度分布有自動(dòng)調(diào)整作用。在一個(gè)無(wú)阻流件的管道中，速度分布呈中凸形狀。上游的管件會(huì)影響速度分布并使速度分布發(fā)生畸變．V形錐體的廓形使流體的流動(dòng)分散，從而使速度分布更平坦．孔板屬中心收縮型、突然收縮，突然擴(kuò)散式節(jié)流件，它只能進(jìn)一步加強(qiáng)速度分布的中凸形狀。而錐體屬邊壁收縮型，漸縮漸擴(kuò)式節(jié)流件，它能減弱速度分布的中凸形狀。實(shí)質(zhì)上，V形尖圓錐體的作用如同它自身是一個(gè)流動(dòng)調(diào)整器。它的相當(dāng)強(qiáng)的流動(dòng)調(diào)整功能已為lO多年來(lái)大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試所證實(shí)，更為的按美石油學(xué)會(huì)、石油測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)(API MPMS 5.7)要求所進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化公開測(cè)試所證實(shí)。
  3．自保護(hù)功能
   錐體的廓形確保沒有流體直接突然沖擊它的下游邊緣。流體是沿著錐形節(jié)流元件的外形輪廓逐漸向管道內(nèi)壁收縮。流體流動(dòng)的邊界層自動(dòng)保護(hù)了決定等效直徑比B值的關(guān)鍵尺寸dv，使磨損減小，這樣可確保流量計(jì)的可靠性、可減少維護(hù)工作量并延長(zhǎng)其檢定周期?？装辶髁坑?jì)中的流體是直接沖擊孔板，因而孔板的尺寸精度不容易保持穩(wěn)定．
  4．降噪功能
  錐體的*廓形具有抑制差壓信號(hào)中噪聲的功能。錐體的*結(jié)構(gòu)(在v形尖圓錐體與其下游尾隨的錐面之間是一個(gè)小銳角)使得流體在進(jìn)入下游的低壓區(qū)前有一個(gè)平滑的過(guò)渡區(qū)。在錐體的下游會(huì)形成一個(gè)高速，高紊流和含有小旋渦的低壓區(qū)。這些小旋渦在取壓孔處會(huì)形成高頻低幅的壓力脈動(dòng)信號(hào)，此低幅的壓力脈動(dòng)信號(hào)會(huì)形成差壓輸出信號(hào)中的低噪聲的背景噪聲，。而其它節(jié)流式差壓流量計(jì)(如孔板)，在節(jié)流件的上，下游都有相當(dāng)大的旋渦，因此這些大旋渦在其取壓孔處會(huì)形成低頻高幅的壓力脈動(dòng)信號(hào)，此高幅的壓力脈動(dòng)信號(hào)會(huì)形成差壓輸出信號(hào)中的高噪聲的背景噪聲。由亍錐體具有降噪功能，其差壓輸出信號(hào)中的背景噪聲很小，所以錐形流量計(jì)可以測(cè)出小差壓，可有效地測(cè)量小流量，從而使量程比拓寬。由于差壓輸出信號(hào)中的背景噪聲很小，所以設(shè)計(jì)錐形流量計(jì)時(shí)，容許選用低的差壓上限值。由于差壓小，壓損自然小，所以能耗小。
 5．自清掃功能
  流體流動(dòng)路徑中*。只要連續(xù)使用它，在其內(nèi)部不可能有積液／氣／固體顆粒物。流體中所夾帶的液滴、氣泡和固體顆粒物都會(huì)統(tǒng)統(tǒng)地被自動(dòng)清掃到管道下游．而孔板流量計(jì)在孔板前端就容易產(chǎn)生死角和沉積．
 6．自混合功能
  錐體具有混合器的功能。當(dāng)非均相的流體流經(jīng)錐體時(shí)，非均相流體會(huì)自行混合而變成均相流體，并由錐形流量計(jì)進(jìn)行有效的流量測(cè)量。而孔板通過(guò)變化流通面積，僅僅是把流體加速，沒有混合作用．由于錐體的*廓形以及它在管道中心軸線的位置使v形內(nèi)錐節(jié)流裝置具有漸縮漸擴(kuò)的邊壁收縮、低的信號(hào)背景噪聲、最小的磨損(自保護(hù))、流動(dòng)調(diào)整(自整流)、自清掃、自混合等*功能和有效地與流體速度分布的高速中心區(qū)相互作用．這使它能以一種*的方式測(cè)量流體的流量，具有優(yōu)良的技術(shù)特性．
V錐流量計(jì)的主要性能指標(biāo)
1.在精密測(cè)量管中的內(nèi)錐的標(biāo)準(zhǔn)等效直徑比。
ß=0．45(0．5)、0．55(0．6)、0．65(0．7)、O．75(O．8)和O．85
2.在各種阻流件的下游安裝流量計(jì)時(shí)，所要求的直管段都大大縮短，一般上游要求有0至3D的直管段(當(dāng)流量計(jì)安裝在閥門的下游時(shí)，要求3D)；下游要求有0至ID的直管段。根據(jù)國(guó)外同行測(cè)試，將錐形流量計(jì)安裝在單彎頭之后，在0至20D的距離內(nèi)，流出系數(shù)C的變化全部在±O．5％以內(nèi)。將錐形流量計(jì)安裝在不在同一平面的雙彎頭后，在0D至100D的距離內(nèi)，流出系數(shù)C變化全部在士1％以內(nèi)。
3.在多數(shù)的使用場(chǎng)所，流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)0．5％。
4.重復(fù)性為±0．1％．
5.典型的范圍度(量程比)為5：1．
6.最小雷諾數(shù)為10000，對(duì)于雷諾數(shù)低于10000的場(chǎng)所，要采用一個(gè)擬合的關(guān)系式。
7.沿測(cè)量管的內(nèi)壁由被測(cè)流體自行實(shí)現(xiàn)*的自清掃，所以可以自行消除液中的含氣或氣中的含液以及氣或液中所含的固體顆粒，將它們吹向下游，始終確保無(wú)污物在流量計(jì)中沉積或堆積。
8.采用標(biāo)準(zhǔn)化的圓錐尺寸，可以減小壓損并增大流量測(cè)量范圍。
9.測(cè)量管中的設(shè)計(jì)壓力可達(dá)4．OMpa或6．3Mpa。
10. 工作溫度可達(dá)到500℃或更高(如640℃)．
11. 在V形錐的下游能更好的實(shí)現(xiàn)流體的混合，它是一個(gè)良好的混合器。
節(jié)流式差壓流量計(jì)的分類和優(yōu)點(diǎn)
   差壓式流量計(jì)是一類歷史悠久、用量的流量計(jì)。以節(jié)流裝置為檢測(cè)件的差壓式流量計(jì)是其中應(yīng)用泛的一類流量計(jì)，我們稱之為節(jié)流式差壓流量計(jì)。
  節(jié)流式差壓流量計(jì)依據(jù)原理工作是：流體通過(guò)節(jié)流件時(shí)，部分靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，產(chǎn)生差壓。其一次檢測(cè)件被稱為節(jié)流裝置。
  按照流體被節(jié)流件節(jié)流的方式，即按實(shí)現(xiàn)對(duì)流體節(jié)流、收縮的方式，可將流量測(cè)量節(jié)流裝置細(xì)分為以下的兩大類：即中心收縮型和邊壁收縮型兩大類。在每一個(gè)大類中又可分為二個(gè)小類：突然收縮、突然擴(kuò)散式(簡(jiǎn)稱：突縮突擴(kuò)式)和逐漸收縮、逐漸擴(kuò)散式(簡(jiǎn)稱：漸縮漸擴(kuò)式)。
  節(jié)流式差壓流量計(jì)的主要特點(diǎn)：
  1．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；在儀表中無(wú)易引發(fā)故障的部件。通過(guò)電信號(hào)，流量計(jì)將計(jì)量結(jié)果輸出到顯示儀表或總控系統(tǒng)。
  2．通用性強(qiáng)：幾乎適用于任何一種流體，從過(guò)熱蒸汽到硫酸都可以使用。高溫、防腐蝕措施容易實(shí)拖.
  3．經(jīng)濟(jì)性好：如正確選型，或可減少原始投資，或可減小壓損，從而節(jié)能降耗．但在過(guò)去這兩者不易兼顧。在現(xiàn)代，如采用錐形流量計(jì)，則兩者可以兼顧。
  4．技術(shù)成熟，使用經(jīng)驗(yàn)豐富：它有一百多年的歷史，已發(fā)表大量資料(標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)程)．它是一種非常成熟的技術(shù)，使用者可安心、方便的使用該類型流量計(jì)．
  5．無(wú)內(nèi)部電子元器件：使用靈活(改量程，更換，維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)檢查)，不受現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的影響，可在苛刻工況下，安全穩(wěn)定的運(yùn)行．
  6．電子部分*獨(dú)立：用戶可根據(jù)自身要求選擇合適的電子部分，并可對(duì)電子部份(變送器)單獨(dú)標(biāo)定．
  7．無(wú)可動(dòng)部件，重復(fù)性較高；可計(jì)量各種介質(zhì)(液／氣／蒸汽、高，中／低溫、高，中，低壓、高／中，低流速、潔凈／臟污，腐蝕性流體、大，中，小管徑)，適用面寬廣．
  8．標(biāo)準(zhǔn)化程度高，精度有保證：介質(zhì)密度變化所帶來(lái)的誤差較小，僅為速度式流量計(jì)(如電磁，渦街，渦輪，超聲流量計(jì))的1／2．這是因?yàn)樗牧髁颗c密度的開方成正比。
  9．非常靈活的壓損：設(shè)計(jì)上可靈活設(shè)定不同的ß值來(lái)適用不同的工況要求．以滿足不同的需要。
  10．根據(jù)不同介質(zhì)，一次元件可選擇采用對(duì)應(yīng)材質(zhì)制造。
  11．可方便增加保溫(伴熱)裝置，以實(shí)現(xiàn)高粘度液體計(jì)量。
  12．可更換性、可擴(kuò)程性強(qiáng)：差壓變送器，二次表，一次元件可任意更換，以適用不同的工況條件．
  13．容易檢定：只要保持流體動(dòng)力學(xué)模型相似，流出系數(shù)可以復(fù)現(xiàn)．
  14．可按使用環(huán)境要求，分類和分級(jí)，容易滿足防爆要求和防護(hù)要求。正由于具備上述特點(diǎn)，節(jié)流式差壓流量計(jì)在流量計(jì)量領(lǐng)域占有很重要地位。

 V錐流量計(jì)，又名；V型錐流量計(jì)；V形錐流量計(jì)；錐型流量計(jì)；錐形流量計(jì)、內(nèi)錐流量計(jì)；內(nèi)錐式流量計(jì)，一體化V錐流量計(jì)V錐流量計(jì)(V-cone flowmeter)是20世紀(jì)80年代開始研發(fā)的一種差壓流量計(jì)，它的開發(fā)成功是差壓式流量測(cè)量的質(zhì)的飛躍。它利用V錐體在流場(chǎng)中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)上下游壓差來(lái)測(cè)量流量。與普通節(jié)流件相比，它改變了節(jié)流布局，從中心孔節(jié)流改為環(huán)狀節(jié)流。實(shí)踐使用證明，V錐流量計(jì)與其他流量?jī)x表相比，具有長(zhǎng)期精度高、穩(wěn)定性好，受安裝條件局限小、耐磨損、測(cè)量范圍寬、壓損小、適合贓污介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。而且V錐體本身作為流場(chǎng)的整流器而成為一種具有*性能的優(yōu)異的新型流量計(jì)。由V錐傳感器和差壓變送器組合而成的V錐流量計(jì)，可精確測(cè)量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。

V錐流量計(jì)主要技術(shù)參數(shù)
·精度等級(jí)：0.5級(jí)(差壓流量變送器精度應(yīng)高于0.2級(jí)，含0.2級(jí)),(β：0.45～0.85，當(dāng)β<0.55，量 程比4∶1時(shí)，精度等級(jí)：≤0.30)
·重復(fù)性：0.1%
·工作壓力：0～40MPa(有多個(gè)壓力等級(jí)可供選擇)
·工作溫度：-40～850°C
·環(huán)境溫度：-40～65°C、
·安裝直管段要求：前0-3D直管道，后0-1D直管段
·量程比寬：通常為10∶1，選擇合適的參數(shù)可達(dá)到30∶1
·壓損小：同樣的β值，壓損是孔板1/3～1/5
·口徑從DN25～DN2000

v錐流量計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)：
1、精度高：V錐型流量計(jì)的精度為測(cè)量值的±0.5％。
2、重復(fù)性好：V錐型流量計(jì)的重復(fù)性很好，為±0.1％。
3、量程比寬：V錐型流量計(jì)的量程較其它類型的差壓流量計(jì)大得多，正常情況下為10：1，若有必要也可加大。在雷諾數(shù)高于8000時(shí)輸出信號(hào)為線性，若低于8000也可測(cè)量，但需對(duì)輸出信號(hào)根據(jù)曲線進(jìn)行修正。
4、直管段要求低：伯努利方程要求受測(cè)流體為理想流體，在實(shí)際應(yīng)用中這是根本不可能的，很多情況會(huì)造成流體分布不均勻，如彎頭，閥門，縮徑，擴(kuò)徑，泵，三通等等，對(duì)其它儀表而言，這是一個(gè)很難解決的問(wèn)題。V錐流量計(jì)可在極為惡劣的情況下均勻流體分布，如在緊鄰儀表上游有單彎管，雙彎管，經(jīng)過(guò)錐體“整流”后的流體分布比較均勻可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測(cè)量精度，由于V型錐流量計(jì)可均勻流體分布曲線，因此同其它類型的差壓流量計(jì)相比，對(duì)上下游直管段的要求小，建議安裝時(shí)在上游留0-3D的直管段，在下游留0-1D的直段管。當(dāng)用戶的管道尺寸大，管道價(jià)格高或直管段不夠的情況下，V錐型流量計(jì)將是選擇。在過(guò)去十年內(nèi)，對(duì)V型錐流量計(jì)的上游有一個(gè)90℃的單彎管或兩個(gè)不在一個(gè)平面上的雙彎管的情況進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，V錐型流量計(jì)可在緊鄰它的地方裝有一個(gè)彎管或不在同一個(gè)平面上的雙彎管而不會(huì)對(duì)測(cè)量精度有影響。
5、流量計(jì)*結(jié)構(gòu)所形成的邊界層效應(yīng)，使節(jié)流件關(guān)鍵部位不會(huì)磨損，因此可以保持幾何尺寸長(zhǎng)期不變，因此能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作而無(wú)須標(biāo)定。
6、流量計(jì)是純機(jī)械體，因此耐高溫、耐高壓、耐腐蝕及不怕振動(dòng)。
7、可測(cè)的流體廣泛（液體、氣體、蒸汽），測(cè)量范圍寬（微小流量～大流量），適用的管徑DN15～DN2000。、壓損?。和瑯拥?/span>β值，壓損是孔板1/3～1/5；耐磨損：流線型錐形體節(jié)流后，在錐形體表面產(chǎn)生真空層效應(yīng)，使得錐形體不易磨損；不堵塞，不粘附：錐形*吹掃式設(shè)計(jì)避免了流體中的殘?jiān)⒛Y(jié)物或顆粒的滯留；長(zhǎng)期穩(wěn)定性好：β值可長(zhǎng)期不變，并保證長(zhǎng)期精確測(cè)量；
8、信號(hào)穩(wěn)定："信號(hào)波動(dòng)"是孔板的1/10；
9、β值范圍寬：V錐流量傳感器*的幾何形狀允許有廣泛的β值范圍；
10、口徑范圍寬：DN25～DN2000；
11、可測(cè)高溫、高壓介質(zhì)：工作溫度850℃, 壓力40MPa；
12、可測(cè)臟污介質(zhì)(焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、原料油、渣油等)；
13、可測(cè)氣液兩相介質(zhì)(濕氣、冷凝水等)；

v錐流量計(jì)的工作原理

（1）對(duì)流體的均速作用

     流體在管道中流動(dòng)實(shí)際上是這樣一種狀態(tài)，當(dāng)流體流動(dòng)不受任何阻礙和干擾達(dá)到充公發(fā)展?fàn)顟B(tài)時(shí)，其速度分布為：越靠近管道中心流速越快，在中心處達(dá)到、越靠近管壁流速越慢，在管壁處接近零。大多數(shù)流量?jī)x表測(cè)量流量涉及到流速時(shí)，由于無(wú)法改變這種快慢不均的狀態(tài)，只能忽略管道中流速有快慢之分的實(shí)際情況而假設(shè)流速是均等的。而v錐流量計(jì)由于錐形體處在管道中心，它直接把流體從高速流動(dòng)的中心部位分開，使流速快的流體分別向四周流速慢的流體靠攏并拉動(dòng)它們混合一起流動(dòng)，這種快慢混合的結(jié)果就是：原本流速快慢的差別消失了，流體變成了真正的均勻流動(dòng)。流體流速被均勻化所帶來(lái)的好處就是：測(cè)量信號(hào)真實(shí)反映了被測(cè)流體的實(shí)際值，并使得在低流速時(shí) v錐流量計(jì)前后仍能產(chǎn)生足夠準(zhǔn)確的差壓，隨著流速的降低，這種作用更加顯著，而這種情況對(duì)于傳統(tǒng)的差壓式流量計(jì)可能早已不能測(cè)量了。

（2）具有很強(qiáng)的抗干擾（旋渦流）能力

     大家都知道流體流動(dòng)遇到阻擋物時(shí)會(huì)產(chǎn)生“旋渦流”，這就是的“卡曼旋渦”現(xiàn)象，渦街流量計(jì)就是基于這個(gè)原理工作的。同樣道理象孔板、錐體等節(jié)流件在管道中也是阻擋物，在節(jié)流件后部除了產(chǎn)生靜壓力外必然也會(huì)產(chǎn)生旋渦流。然而這個(gè)旋渦流對(duì)于渦街流量計(jì)來(lái)講是有用的信號(hào)對(duì)于差壓式儀表來(lái)講卻是有寄存器的干擾，見（圖4）。這個(gè)干擾在節(jié)流件下流（負(fù)壓端）會(huì)產(chǎn)生“信號(hào)跳動(dòng)“現(xiàn)象，它會(huì)嚴(yán)重干擾正常信號(hào)的測(cè)量。錐形的結(jié)構(gòu)是邊壁節(jié)流，節(jié)流件后部產(chǎn)生干擾流的分布是等量相反（對(duì)稱分布）而相互抵消，因此使干擾程度大大減輕。而孔板等傳統(tǒng)節(jié)流件是中心節(jié)流，產(chǎn)生的干擾流方向直接指向取壓口，嚴(yán)重干擾了測(cè)量信號(hào)，特別是小流量時(shí)干擾甚至大于測(cè)量信號(hào)而無(wú)法正常工作。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)和科學(xué)檢測(cè)證明：孔板負(fù)壓端產(chǎn)生的是“高幅度低頻率跳動(dòng)”，而錐形體負(fù)壓端產(chǎn)生的是“低幅度低頻率跳動(dòng)”。

（3）對(duì)流體的整流功能
      絕大多數(shù)流量?jī)x表要求足夠長(zhǎng)的前后直管段，目的就是為了使流體流動(dòng)狀態(tài)成為充分發(fā)展管流以復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件下的流動(dòng)狀態(tài)。然而這種苛刻的要求常常由于復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)（如各種閥門、彎頭、縮徑、擴(kuò)徑、泵等）而不能滿足，所帶來(lái)的結(jié)果必然是測(cè)量誤差的增大。因此，絕大多數(shù)流量?jī)x表很難在不滿足直管段條件下取得準(zhǔn)確的測(cè)量值。
而 錐型（形）流量計(jì)卻不同，由于它邊緣節(jié)流的特殊結(jié)構(gòu)，使得流體在遇到V形節(jié)流件時(shí)，被強(qiáng)迫按照“管壁與節(jié)流件之間由寬逐漸變窄的狹長(zhǎng)通道”內(nèi)流動(dòng)，該通道可以等效為一個(gè)管式整流器，經(jīng)過(guò)這個(gè)通道后，各種干擾流的變化為：不規(guī)范流動(dòng)——被迫在規(guī)定的通道流動(dòng)——變成規(guī)范流動(dòng)。因此它能夠?qū)ι嫌翁幰蚋鞣N外界因素引起的不規(guī)則的流動(dòng)畸變自動(dòng)進(jìn)行矯正整流，從而使達(dá)到測(cè)量區(qū)的流動(dòng)形成了規(guī)則的流動(dòng)。因此只需極短的直管段也能取得準(zhǔn)確的測(cè)量值，由此大大減輕了用戶的工作量和投資，這是大多數(shù)流量?jī)x表無(wú)法相比擬的。
 （4）節(jié)流件耐磨損的特點(diǎn)

      我們都知道節(jié)流式差壓儀表的測(cè)量精度是靠它的“幾何尺寸”保證的，這一點(diǎn)錐形與孔板是一樣的。但是由于孔板測(cè)量關(guān)鍵部位易磨損，它的測(cè)量誤差隨著使用時(shí)間在緩慢變大。而從 錐型（形）流量計(jì)的節(jié)流件結(jié)構(gòu)可以看出：其關(guān)鍵的節(jié)流邊緣是處在節(jié)流件后部的鈍角，并順著流體方向。當(dāng)流體流過(guò)節(jié)流件表面和管壁間的通道時(shí)，會(huì)形成“邊界層效應(yīng)”，該效應(yīng)會(huì)使流體到達(dá)測(cè)量部位前，逐漸離開了節(jié)流邊緣一個(gè)微小的距離，這樣就使被測(cè)流體不與節(jié)流件關(guān)鍵部位接觸，因此就不可能有磨損情況發(fā)生，其關(guān)鍵部位的幾何尺寸（β值）就能保持長(zhǎng)期不變。所以不用重復(fù)標(biāo)定也能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。 

（5）自清潔功能

      如前所述，由于流體在靠近管壁處的流速變慢極容易使臟污物等沉淀或附著在管壁上，對(duì)于孔板等傳統(tǒng)差壓儀表還會(huì)在前面堆積。那么流體在塔形流量計(jì)流動(dòng)時(shí)會(huì)是一種怎樣的情況？當(dāng)流體進(jìn)入測(cè)量管并流過(guò)節(jié)流件四周的通道時(shí)，由于該通道是管壁與節(jié)流件間形成的由寬逐漸變窄的通道，它迫使流體流動(dòng)速度高于管道其他部位并逐漸加快，在到達(dá)節(jié)流件測(cè)量的關(guān)鍵部位時(shí)流速，從而對(duì)管壁、節(jié)流件表面附近形成了吹掃沖刷作用，所有臟污雜物不可能在這里停留或附著，所以不會(huì)產(chǎn)生臟污的積垢，更不存積垢死角。v 錐型（形）流量計(jì)這一*的吹掃式設(shè)計(jì)，決定了它用在高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等臟污流體測(cè)量中，不會(huì)使粉塵、焦油等臟物在節(jié)流件和管壁附近堆積，附著及堵塞取壓孔。

（6）強(qiáng)大的防堵功能

     上述介紹的錐形流量計(jì)的自清潔功能，當(dāng)流體屬于特臟型或含有大量粉塵雜質(zhì)時(shí)，常規(guī)的V 型（形）流量計(jì)有時(shí)也不能*解決，國(guó)內(nèi)外實(shí)際使用中，時(shí)有發(fā)生因堵塞取壓孔而導(dǎo)致測(cè)量失敗的事例。
     為此我公司經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)已于去年研制成功具有可控加熱的v錐型（形）流量計(jì)；具有噴涂特殊材料涂層的v型（形）錐流量計(jì)；具有多孔取壓的v型錐（形）流量計(jì)；專用于高爐、焦?fàn)t煤氣等特臟污流體流量的測(cè)量。 

（7）在設(shè)計(jì)計(jì)算上比標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件準(zhǔn)確

    對(duì)這個(gè)問(wèn)題下面以計(jì)算孔板為例來(lái)說(shuō)明。
    在孔板計(jì)算中用戶必須把管道直徑“D”值提供給計(jì)算者，D參數(shù)是設(shè)計(jì)孔板的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，因此標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)它有嚴(yán)格的規(guī)定：要求在節(jié)流件前（0～0.5）D長(zhǎng)度上，至少取3個(gè)截面測(cè)出12個(gè)數(shù)據(jù)，然后取其平均值作為D值來(lái)計(jì)算孔板。然而這個(gè)規(guī)定在實(shí)際中很難做到，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況都是在原有的工藝管道上后安裝v錐流量計(jì)，不可能為了測(cè)量D值而停車割開管道，大多數(shù)習(xí)慣上都是以公稱直徑報(bào)給設(shè)計(jì)者（除非連同直管段一道購(gòu)買加工）。我們知道管道的尺寸通常是以公稱值來(lái)標(biāo)注的，而鋼管產(chǎn)品是按外徑和壁厚系列組織生產(chǎn)的。不同的壁厚可以導(dǎo)致同一系列的鋼管直徑相差達(dá)十毫米之多，以這樣不準(zhǔn)確D值來(lái)計(jì)算節(jié)流件，其結(jié)果就是“假值真算”，再高級(jí)的計(jì)算軟件算出來(lái)結(jié)果也是不會(huì)準(zhǔn)確的。
    v錐流量計(jì)，是把測(cè)量管和連接法蘭整體焊接在一起的一個(gè)產(chǎn)品，雖然D值的要求也很嚴(yán)格，但是這個(gè)工作是由儀表制造廠家來(lái)做的。測(cè)量管是在制造廠進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量或者進(jìn)行機(jī)械加工來(lái)達(dá)到所要求數(shù)值，根本不需要用戶再為管道的D值是否精確而為難，用戶只要把管道的壁厚系列提供給儀表廠以便選配同系列的測(cè)量管就可以。由于v錐形流量可以把D值控制的非常精確，從而避免了孔板等差壓式儀表因D值不準(zhǔn)確而帶來(lái)的計(jì)算上的誤差。
 （8）壓力損失小

     v錐流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是流線型節(jié)流件，采用“逐漸節(jié)流方式”工作，*不同于孔板等傳統(tǒng)差壓式儀表“突然節(jié)流”的工作方式，所以它的壓力損失小，約是孔板的1/3。因此對(duì)于那些“低壓力、大流量”流體測(cè)量來(lái)講，比傳統(tǒng)差壓式儀表有很大的*性。