V錐流量計(jì)
v型錐流量計(jì)(V-cone flowmeter)是我公司在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量的質(zhì)的飛躍。它利用V錐體在流場中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)，通過檢測上下游壓差來測量流量。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)與其他流量儀表相比，具有長期精度高、穩(wěn)定性好，受安裝條件局限小、耐磨損、測量范圍寬、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)，可精確測量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。
一、概述
V錐流量計(jì)是集經(jīng)典文丘里管及環(huán)形孔板的優(yōu)點(diǎn)為一體的新型節(jié)流裝置，其理論原理是基于封閉管道中能量守恒定律伯努利方程和流動(dòng)連續(xù)性方程，在穩(wěn)定流的情況下管道中的流速與差壓的平方根成正比。V錐流量計(jì)穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好、量程比寬、對(duì)安裝管段要求低、壓損小，可測量含有顆粒流體、低壓流體、高含濕氣體及各種臟污流體。
適用范圍
1、公稱直徑：15mm≤DN≤1800mm
2、公稱壓力：PN≤40MPa
3、雷諾數(shù)范圍：5×10 3≤ReD≤10 7
4、精度等級(jí)：0.5級(jí)，1級(jí)
5、直管段長度：前1～3D，后0～1D
6、適用介質(zhì)：氣體、液體、蒸汽等各種介質(zhì)
7、孔徑比：β＝0.3～0.75
8、溫度：540℃
9、重復(fù)精度：±0.1%
10、量程比：15：1
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50∶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、安裝要求低：前0～3D直管道，后0～1D直管段；
2、量程比寬：通常為10∶1，選擇合適的參數(shù)可做到50∶1；
3、壓損小：同樣的β值，壓損是孔板1/3～1/5；
4、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；
5、不堵塞，不粘附：錐形*吹掃式設(shè)計(jì)避免了流體中的殘?jiān)⒛Y(jié)物或顆粒的滯留；
6、長期穩(wěn)定性好：β值可長期不變，并保證長期精確測量；
7、精度高：0.5級(jí)；
8、重復(fù)性好：優(yōu)于0.1%；
9、信號(hào)穩(wěn)定："信號(hào)波動(dòng)"是孔板的1/10；
10、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；
11、口徑范圍寬：DN25～DN2000；
12、可測高溫、高壓介質(zhì)：工作溫度850℃, 壓力40MPa；
13、可測臟污介質(zhì)(焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、原料油、渣油等)；
14、可測氣液兩相介質(zhì)(濕氣、冷凝水等)；
結(jié)構(gòu)形式
具體外形結(jié)構(gòu)見下圖：
1. 我公司生產(chǎn)的JD系列V型錐形流量計(jì)是一種高精度、高穩(wěn)定性、量程比寬、可測介質(zhì)廣的新型流量計(jì)。
2. 可測量介質(zhì)包括液體、氣體、蒸汽等,幾乎涵蓋了所有流動(dòng)性介質(zhì)。
3. 流體的工況溫度可達(dá)800℃,壓力可達(dá)10.5Mpa。
4. 若選用特種材質(zhì)的表體,介質(zhì)的工況溫度、壓力還可以更高。
5. V型錐形流量計(jì)可測量雷諾數(shù)為500萬,雷諾數(shù)為8000甚至更低。
6. 產(chǎn)生滿刻度差壓信號(hào)從小于0.1千帕到幾十千帕。
二、工作原理
錐形流量計(jì)(又稱內(nèi)錐、V錐、V型錐流量計(jì))產(chǎn)品是新一代差壓式流量計(jì)測量儀表屬高精度、高穩(wěn)定性的新型差壓式流量儀表。和其他差壓式儀表一樣，也是基于流動(dòng)連續(xù)性原理和伯努利方程來計(jì)算流體工況流量的。我們知道在同一密閉管道內(nèi)，當(dāng)壓力降低時(shí)，速度會(huì)增加，當(dāng)介質(zhì)接近錐體時(shí)，其壓力為P+，在介質(zhì)通過錐體的節(jié)流區(qū)時(shí)，速度會(huì)增加，壓力會(huì)降低為P-，如圖一所示，P+和P-都通過V型錐形流量計(jì)的取壓口引到差壓變送器上，流速發(fā)生變化時(shí)，差壓值會(huì)隨之增大或減小。也就是說對(duì)于穩(wěn)定流體，流量的大小與差壓平方根成正比。當(dāng)流速相同時(shí)，錐體節(jié)流面積越大，則產(chǎn)生的差壓值也越大。
三、特點(diǎn)
1、 具有良好的準(zhǔn)確度(≤0．5％)和重復(fù)性(≤0．1％)。
2、 具有較寬的量程比(10﹕1～15﹕1)
3、 自整流功能，只需要極短的直管段(前1～3D后0～1D)。
4、 自清潔功能，可測臟污和易結(jié)垢流體，適合高爐煤氣等雜質(zhì)較多的介質(zhì)。
5、 自保護(hù)功能，節(jié)流件關(guān)鍵部位不磨損，能保持長期穩(wěn)定地工作。
6、 耐高溫、高壓、耐腐蝕、不怕震動(dòng)。
7、 可測流體的種類非常廣泛(液、氣、蒸汽)，流量測量范圍寬(微小流量～大流量)，適應(yīng)的管道DN15～DN3000。
8、 流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是流體掃過型結(jié)構(gòu)，不可能截留流體中任何夾帶的氣、液或固相污物,非常適用于臟污流體的流量測量，如焦?fàn)t煤氣，濕氣體等
9、 無可動(dòng)部件
10、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。
11、在換熱站測量蒸汽，熱水，無需直管段。由于換熱站空間比較小，選擇一般流量計(jì)要求直管段較長，影響運(yùn)行精度，用在測量高爐煤氣，有自清潔作用，引壓管不易堵塞。
四 、 技術(shù)參數(shù)及外形示意圖
4.1 法蘭連接型表體
公稱口徑： Φ15-Φ2000
測量介質(zhì)：液體、氣體、蒸汽
測量介質(zhì)溫度范圍：－200℃~+800℃
壓力等級(jí)：1.0MPa~10.5MPa
精度等級(jí)：0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)、2.5級(jí)
表體材質(zhì)：錐體材質(zhì)為不銹鋼，管道、
法蘭為碳鋼。(其它材質(zhì)協(xié)議供貨)
β值范圍：0.45……0.85
法蘭取壓型表體
l 公稱口徑： Φ80-Φ2000
l 測量介質(zhì)：液體、氣體、蒸汽
l 測量介質(zhì)溫度范圍：－200℃~ +800℃
l 壓力等級(jí)： 1.0MPa~10.5MPa
l 精度等級(jí)：0.5級(jí)、1級(jí)、1.5級(jí)、2.5級(jí)
l 表體材質(zhì)：錐體材質(zhì)為不銹鋼，管道、
法蘭為碳鋼(其它材質(zhì)協(xié)議供貨)
l β值范圍：0.45……0.85
| 1.法蘭型 |
法蘭型V錐流量傳感器
2．直接焊接型
連接方式：直接焊接到工藝管線
口徑：DN15～DN2000
取壓方式：承插焊,法蘭,螺紋
壓力：0～40MPa
溫度：-40～850℃
材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼(詳見選型表)
應(yīng)用：輸油管,輸氣管,蒸汽管網(wǎng),高壓工藝管線
3．夾持型
連接方式：法蘭端面對(duì)夾
口徑：DN15～DN150
取壓方式：承插焊,螺紋
壓力：0～40MPa
溫度：-40～850℃
材質(zhì)：304不銹鋼、316L不銹鋼、20#碳鋼(詳見選型表)
應(yīng)用：液體,氣體,蒸汽
V錐傳感器和差壓變送器組成的V錐流量計(jì)
依照用戶要求不同，利用V錐傳感器和差壓變送器組成流量檢測儀表供貨分為二類：
1．V錐傳感器
只提供差壓信號(hào)的檢測部分(V錐體及測量管道)，不提供差壓變送器、三閥組和流量顯示部分，輸出信號(hào)為差壓。由用戶自己進(jìn)行配套。
2．V錐流量計(jì)
由V錐傳感器和差壓變送器組成。有分體型安裝和一體型安裝兩種結(jié)構(gòu)。
分體型安裝由獨(dú)立的V錐傳感器和差壓變送器組成。V錐傳感器和差壓變送器之間的引壓管連接由用戶自己完成。而差壓變送器可以配套供應(yīng)。
一體型安裝是產(chǎn)品出廠時(shí)己將差壓變送器、三閥組與V錐傳感器連接成一體，用戶購買一體型V錐流量計(jì)后，使用時(shí)不需再連接引壓管。若需配接相應(yīng)的流量積算器、壓力變送器和溫度變送器可以配套供應(yīng)。 可以成功測量的流體：
1．氣體
煤氣：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、城市煤氣
天然氣：包括含濕量５％以上的天然氣
各種碳?xì)浠衔餁怏w：烷烴類，烯烴類等氣體
各種氣體制造：氫、氦、氬、氧、氮?dú)獾?br> 腐蝕性氣體：濕的氯化物氣體等
空氣：包括含水，含塵埃的空氣、壓縮空氣等
煙道氣：各種鍋爐、加熱爐排放的煙道氣
2．蒸汽：飽和蒸汽、過熱蒸汽
3．液體
油類：原油、燃料油、含水乳化油、柴油、液壓油等
水：原水、飲用水、生產(chǎn)水、污水等
各種水溶液：酸、堿、鹽水溶液等
有機(jī)物化學(xué)品：甲醇、乙二醇、二甲苯等
4．特殊流體
油＋HC氣＋沙
加氣的水：H2O+N2+空氣；H2O+CO2等
V錐流量傳感器選型表
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| (1)流體名稱 注意： |
| 結(jié)構(gòu)形式： V錐流量計(jì)按其結(jié)構(gòu)分為：夾持式、通用型、大管徑結(jié)構(gòu)、小管徑結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)具體形式見下表：   |
v錐流量計(jì)尺寸
表1≤PN2.5MPa基本型外形尺寸：
表2 采用防堵與基本外形尺寸:
| | L(mm) | C | 公稱管徑 | L(mm) | C |
| | | | DN350 | 1000 | M27×3 |
| | | | DN400 | 1200 | M27×3 |
| | | | DN450 | 1300 | M27×3 |
| | | | DN500 | 1400 | Φ48×7.5 |
| | | | DN600 | 1600 | Φ48×7.5 |
| | | | DN700 | 1700 | Φ48×7.5 |
| | | | DN800 | 1800 | Φ48×7.5 |
| DN80 | 390 | M20×1.5 | DN900 | 2000 | Φ48×7.5 |
| DN100 | 480 | M20×1.5 | DN1000 | 2100 | Φ48×7.5 |
| DN125 | 560 | M20×1.5 | DN1200 | 2300 | Φ48×7.5 |
| DN150 | 630 | M20×1.5 | DN1400 | 2500 | Φ48×7.5 |
| DN200 | 750 | M20×1.5 | DN1600 | 2800 | Φ48×7.5 |
| DN250 | 800 | M20×1.5 | DN1800 | 3300 | Φ48×7.5 |
| DN300 | 850 | M20×1.5 | DN2000 | 3600 | Φ48×7.5 |
表3 ＞PN2.5MPa基本外形尺寸:
表4 帶測溫元件型外形尺寸:
