v型内锥式流量计的工作原理及特点
从分类学上讲,“v”型内锥式流量计和孔板流量计都属于差压式流量计,遵守能量守恒定律。孔板属于中心突然收缩式流量计,"v”型内锥则属于边缘逐渐收缩式。其结构示意图如图1、图2所示。
从图1中可以看出,当流体流过孔板时会形成流体的局部收缩,在孔板下游形成幅度较大的漩涡它会使孔板的量程比缩小,差压信号中的噪声增大,流量计的测量精度降低,压损増大。另外,孔板的这种中心突然收缩的节流方式还会带来其它不良影响:要求的上游直管过长(一般20d-50d),孔板前极易积污,孔板人口边缘极易磨损从而丧失精度,流出系数不稳定,线性差。
v型内锥节流装置包括一个在测量管中同轴安装的尖圆锥体和相应的取压口。该测量管是预先精密加工好的,在尖圆锥体的两端产生差压。如图2所示,p1处为正压,p2处为负压。圆锥体的*朝向来流,并且与尾随面之间是一个尖锐的锐角,从而保证流体在进人下游的低压区之前有一个平滑的过渡区。由于流体不是被迫收缩到管道中心线附近,并且不再是一个阻挡物(节流件)令流体突然改变流动方向,而是利用这种结构新颖的内锥式节流装置实现了对流体的逐渐朝向管道内壁的收缩(节流),使“v”型内锥式流量计具有了一系列独特的优点。这种流量计在其节流件的下游只会产生高频低幅的喘流(小涡流),因而差压变送器所测量的差压ap信号是低噪声信号。这样在负压侧的取压孔处就可以测得灵敏度(分辨率)优于2.mm水柱的压力,从而利用一台差压变送器就能够获得很宽的量程比(大于15:1)和很好的重复性(优于 0.1%)
v型内锥式流量计的安装方式使得管道中的流体在流经该节流件时会逐渐向管壁收缩,从而实现对节流装置的自清扫,清扫液体中的含气或气体中的含液以及气、液中所含的固体颗粒,将它们吹向下游,始终确保没有污物在流量计中沉积或堆积。同时,流体与内锥的相互作用使得内锥能矫正已畸变的速度分布,并能很大程度上消除漩涡二次流,起到流动调整器的作用。由于'v”型内锥流量计不受速度分布的影响,所以在安装过程中可以大大减少上下游直管段长度。
