v形錐流量計的工作原理

1、綜述

v形錐流量計是一種新型的可精確測量各種雷諾數的高精度流量計，可滿足各種介質的應用條件要求其操作原理同其它各種類型的差壓原理相同，都是基于密封管道中的能量守恒定理，v形錐流量計由于具有****的設計結構，因而性能更優。

 

v形錐流量計是在管道中心處懸掛一錐形節流件，錐形件阻礙介質的流動，重塑流速曲線，在錐形性的下游可立即形成低壓區，管道上游的正壓同經節流件節流后的下游的負壓之間有一差壓，將正、負壓用取壓口取出，正壓口位于管道的上游，負壓口位于椎體的末端，通過測量兩者之間差壓，根據伯努利方程即可計算出管道中的流量，椎體位于管線中心，可對所測介質的流速曲線進行優化，因此測量精度高，對儀表上、下游的直管段要求低。

 

v形錐流量計可測量各種工況（溫度和壓力）條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相（濕氣、液相質量比≤5%）、粉末、高粘度、高流速、臟污、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振動、電磁干擾等介質的流量。流體的條件可從深低溫到超臨界狀態。工作溫度*高850℃，*大壓力42.0MPa。若用特殊結構材質，溫度壓力還可以更高。可測量*高雷諾數500萬，*低雷諾數8000甚至更低。產生滿刻度差壓信號從*低小于0.1千帕到*高幾十千帕。

 

法蘭取壓型v形錐流量計（VF），采用實心椎體截流體，并在管壁用法蘭取壓，配上遠傳差壓變送器，可有效防止取壓口的堵塞，適合于含有固體顆粒粉塵介質、高粘度液體及臟污介質。

 

2、工作原理

v形錐流量計是一種差壓型的流量儀表。以差壓原理設計的流量儀表已經有了一百多年的應用歷史了，差壓型流量計是基于密封管道中的能量轉換原理，也就是說對于穩定流體，管道壓力與管道中的介質流速的平方根成反比：速度增加壓力會下降，當介質接近椎體時，其壓力為P1，在介質通過椎體的節流區時，速度會增加壓力會降低為P2，如圖1所示，P1和P2都通過v形錐流量計的取壓口引到后接差壓變送器上，流速發生變化時，v形錐流量計的兩個取壓口之間的差壓值會增大或縮小。當流速相同時，若節流面積大，則產生的差壓值也大，β值等于錐體的節流面積除以管道內徑的截面積（可換算成兩者之間的直徑比）。

 

3、主要計算公式：

錐體的外形是通過多年的連續試驗、評估和改進后得出的，是此類流量計的*佳外形。能在不同的工況中使用。我們可以借助管道流速曲線來理解v形錐流量計的性能。如果介質通過一個很長的管道，而且在管道中沒有受到任何阻礙和干擾，那它的流速分布將很均勻。靠近管壁的流速幾乎為零，而管道中心的流速將達到*大。（如圖2）當我們將錐體懸掛在管線中心時，錐體將直接同流體的高速區接角，迫使高速區的流體同近管壁低速區的流體混合從而使流速均勻化，這樣測出流體的流速更加準確。

在現實工況中，流速是很難分布均勻的，很多情況都會造成流體分布的不均勻。管道上的任何變化都可能對流體造成影響：如彎頭、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等等。而v形錐流量計利用錐體對流速分布曲線進行重新塑造（如圖3），經過錐體“整流”后的流體分布趨于均勻，可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度。這樣使得v形錐流量計的應用范圍更加寬闊。

上游干擾造成流速曲線不規格