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电磁流量计

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污水流量计在节能方面的突出优势

来源:编辑:颁发时间:2018-10-19 13:44:04

    污水流量计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、运转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、 根本原理
    流量Q是单位时间s内经过管道某一截面A的流体体积m3(或质量kg),即Q= m3/s=m2?m/s=A?V。
    流量也可变换为管道截面A与流速V的乘积,但产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,乘以经过Ai的流速Vi,即流量。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扬紊流。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,经过测流体的总静压,运用柏努利方程就可测量流体的流速值。污水流量计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,经过高压线,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,经过低压线接至变速器低压端,忽略一些影响不大的因素,污水流量计的流量计算公式可暗示为
    Q=AJO2〔ΔP/δ〕   ①
    式中①Q为流量(m3/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/m3)。

二、首要特点
    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,年运转费用为孔板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,持续流型可在低压情况下,不中断流程实行装饰。
    5、长期稳固性好。无可支部件,准确度不受粘污、腐蚀等的影响。准确度在可包管直管段长度可达±1%;在直管段长度达不到请求时,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。早期污水流量计,背压仅一细管,易于堵塞,请求流体洁净度高,新型污水流量计背压采用多点,且空腔较大,可改善易堵塞情况。


污水流量计在节能方面的突出优势


三、此刻常用的几种污水流量计
    污水流量计在上世纪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。此刻常用的有以下几种:
    1、菱形—Ⅰ型,由美国DSI企业1978年推出。由于污水流量计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,常有堵塞故障产生。此刻国内仍有厂家生产,国外早已弃而不用。
    2、托巴管(图2b),由英国托巴(TFL)流量计企业,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,又保存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企业于上世纪90年代推出了一体化结构,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的检测杆都采纳了复合结构,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
    1992年由美国Veris企业推出,称为Verbar(威力巴)。
    Verbar在其弹头前端表面做了粗糙处置(X/Ks≈200),认为处置后可包管形成紊流附面层,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污水流量计偏低不少,影响了它在低密度、低流速情况下的选用。
    5、T型
    T型结构正对流向2001年由美国DSI企业推出,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,粉尘不易加入。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
    污水流量计优点不少,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”,这些优点也不可幸免地带来一些不足之处,如准确度不够高,易堵塞……。如前所述,污水流量计是一种插入式,具有取样性质的仪表,在直管段不能达到请求时,无论采用什么形式的检测杆都难以达到厂商所宣扬的±1%精确度,而重复性却可优于0.5%。
    20多年前,W?Rahmeyer等人已实行了验证。他们将污水流量计安装在阻力件(阀门、弯头φ……)后2~/2D,即在非充分发扬紊流条件下实行系统地试验。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%。说明了对于污水流量计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,由于污水流量计特别适用于大管道,一般情况都难以包管足够长的直管段,即无法具有较高的准确度,污水流量计在流程产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,重复性是首要的。
    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,以包管最佳的空气燃料比。这时如用污水流量计测空气,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,污水流量计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支污水流量计,占52%。
    在大口径的流量检测,监控系统中,污水流量计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
    流量仪表由于影响因素较多,相符合的品种也十分多,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,污水流量计作为计量、贸易结算的基础尚不牢靠,并创议:
    Ⅰ、将国内外污水流量计检测件选用一种作为准则形式
    Ⅱ、建立流量系数数据库;
    Ⅲ、对现场安装条件实行试验科研。
    这些创议看来诱人,但实施却不现实,实施一项国际性的准则化筹划由谁组合?我国二十多年改制将一切科研所都推向了市场,无人过问基础性科研,要实施这样一个筹划,由谁埋单?
    近年来,有些流量仪表发扬很快,据“Flow?Research”报告剖析,近年来污水流量计和超声波流量计发扬很快,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。污水流量计的科研,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,能持续回顾应用中的问题,能在检测、监控领域中充分用好污水流量计,就是很大的贡献。

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