一、概述
差壓式巍諦巴流量計是通過差壓來測量流量的裝置,是在皮托管流速測量原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。可測量液體、氣體以及蒸汽等流體的流量。由于沒有活動部件,幾乎無壓力損失,安裝維修方便,運行成本極低,備受用戶青睞。
傳感器是由檢測桿、取壓口和導(dǎo)桿組成,它橫穿管道內(nèi)部與管軸垂直,在測桿的迎流面上設(shè)有多個測壓孔測量總壓平均值,在其背、側(cè)流面有測量靜壓測壓孔,分別由總壓導(dǎo)壓管和靜壓導(dǎo)壓管引出,根據(jù)總壓與靜壓的差壓值,計算流經(jīng)管道的流量。也可以用流量管壁靜壓代替?zhèn)鞲衅鞅沉髅娴撵o壓。
均速管流量變送器是由傳感器、引壓附件和差壓變送器、壓力變送器、流量積算儀等配套組成的流量計。
均速管流量傳感器配上我公司生產(chǎn)的差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器以及流量積算儀即可組成各種類型的均速管流量計。也可采用任何廠家生產(chǎn)的差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器以及流量積算儀組成各種類型的均速管流量計。
二、工作原理
差壓式巍諦巴流量計是基于皮托管測速原理發(fā)展起來的,它是通過管道的平均流速及管道的有效截面積的乘積來確定流量。
一般管道中的流速分布是不均勻的。如果是充分發(fā)展的流體,其速度分布為指數(shù)規(guī)律。為了準確計量,將整個圓截面分面多個單元面積相等的多個半圓及多個半環(huán)。傳感器的檢測桿是由一根中空的金屬管組成,迎流面鉆多對總壓孔,它們分別處于各單元面積的中央,分別反應(yīng)了各單元面積內(nèi)的流速大小。由于各總壓孔是相通的,傳至檢測桿中的各點總壓值平均后,由總壓引出管引至高壓接頭,送到傳感器的正壓室。當傳感器正確安裝在有足夠長的直管段的工藝管道上時,流量截面上應(yīng)沒有旋渦,整個截面的靜壓可認為是常數(shù),在傳感器的背面或側(cè)面設(shè)有檢測孔,代表了整個截面的靜壓。經(jīng)靜壓引出管由低壓接頭引至傳感器的負壓室。正、負壓室壓差的平方與流量截面的平均流速成正比,叢而獲得差壓與流量成正比的關(guān)系。在此關(guān)系的基處上,可由伯努利方程和連續(xù)性方程推導(dǎo)得到均速管流量計的流量計算公式
Qv=α﹒ε﹒(π/4)﹒D2﹒(2?P/ρ1)0.5
Qm=α﹒ε﹒(π/4)﹒D2﹒(2?P﹒ρ1)0.5
其中:Qv: 體積流量 Qm: 質(zhì)量流量
α:傳感器結(jié)構(gòu)系數(shù)
△P:差壓值ε:流體膨脹系數(shù)
ρ:流體工況下的密度 ε:流體膨脹系數(shù)
對于不可壓縮性流體ε=1,對于可壓縮性體ε﹤1,若式中D、△P、ρ1都使用SI單位,則QV的單位為M3∕S,Qm的單位為㎏∕S。
傳感器的流量系數(shù)α和可膨漲性系數(shù)ε,由標準裝置上標定得知,并在出廠時在合格證書上注明。
三、傳感器的基本結(jié)構(gòu),如下圖1所示
檢測桿截面的形狀有圓形截面,菱形截面,卵形截面等多種型式,其流量系數(shù)穩(wěn)定、能耗少。
3.2、型譜規(guī)格說明
3.2.1、Ⅰ型,適用于(20~50)㎜的管道,外形如圖2所示。其檢測桿直徑一般為4.5~6.5㎜,傳感器與管道的連接方式有兩種:一種是螺紋連接,另一種是法蘭連接。用于高壓測量時都采用法蘭連接,如下圖所示
3.2.2、Ⅱ型,適用于40~100㎜的管道,外形如圖3所示。
由于管徑不太大,為了減少阻塞防止干擾,檢測桿的截面尺寸應(yīng)盡量小。一般直徑不大于8㎜。靜壓取壓管改在檢測桿外面的后側(cè)位上。如下圖三所示
3.2.3、Ⅲ型,適用于90~1800㎜的管道(圖四)。
當測量管的直徑較大時,檢測桿的橫截面可以做的粗些,也不會對流場有擾動。此時一般將背面的靜壓取壓管放到迎流面的總壓取壓管中形成一體,使傳感器緊奏,有利于安裝維護。當管徑很大時,且流速很高時,應(yīng)在管道直徑的另一端安裝一個支撐,加強鋼性。
此類結(jié)構(gòu)適用范圍寬、拆卸很方便。當流速大、被測介質(zhì)壓力高時,應(yīng)當通過固定在管道上的法蘭與傳感器相連接。
3.2.4、Ⅳ型,適用300~2750管型。
這類傳感器適用于管道直徑DN大于等于1000㎜,壓力20MPa以上的測量,由于流速增大,作用于檢測桿上的流體沖擊力增大。為了加強剛性除了采用法蘭連接外,還將加粗檢測桿的直徑。這類傳感器有單邊固定和雙邊固定兩種類型。
3.2.5、Ⅴ型,特殊型,當適用于較臟的介質(zhì)。當被測介質(zhì)較臟時,為了防止取壓孔堵塞,配有反向吹除部件,必要時可以不中斷工藝流程用壓縮空氣進行吹除。吹除介質(zhì)應(yīng)與管道中的介質(zhì)相同,而壓力應(yīng)大于管道中的靜壓。