為什么V錐流量計比孔板流量計更有優(yōu)勢
孔板流量計和V錐流量計同屬于采用流體差壓值進(jìn)行流量測量的流量計，孔板流量計問(wèn)世較早，因為其標準化程度高，生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)品結構簡(jiǎn)單易維護被廣泛應用在各類(lèi)工業(yè)測量場(chǎng)合。比如海洋石油工程中也經(jīng)常會(huì )采用孔板流量計進(jìn)行測量。以采油平臺的測試分離器氣體出口測量為例,由于該介質(zhì)為氣體,一般壓力較高,介質(zhì)成分較復雜,流量范圍隨著(zhù)年份變化較大等特點(diǎn),決定了該場(chǎng)合應用孔板流量計為合適，近年來(lái)一種可更換的孔板流量計克服了以前孔板流量計低量程比的缺點(diǎn)得到用戶(hù)的喜愛(ài)。不過(guò)，因為可更換的孔板價(jià)格較高，其價(jià)格甚至在某些型號中過(guò)到同口徑產(chǎn)品的幾倍以上，采購成本較高。有沒(méi)有一種更具優(yōu)勢的產(chǎn)品來(lái)予以替代呢，答案就是V錐流量計，為什么這么說(shuō)，下文將作詳細說(shuō)明。
一、V錐流量計的優(yōu)點(diǎn)
V錐流量計是從2000年左右才在中國國內出現的流量計。其工作原理和孔板流量計相同。介質(zhì)通過(guò)V錐時(shí),由于阻流件V錐的存在,使得流體的流過(guò)面積發(fā)生變化,流速發(fā)生變化,根據伯努利方程,流速變化引起了壓力的變化,該壓力的變化與流速之間有一定的關(guān)系。通過(guò)測量該壓力差達到測量流量的目的。雖然與孔板原理一樣,但是本質(zhì)的區別在于孔板為中心收縮型節流裝置,而V錐為邊壁收縮型節流裝置。
*,測量范圍窄是制約孔板使用的主要原因。測量范圍窄的主要原因是:孔板的流量系數隨雷諾數的變化而變化較大,孔板的突然節流導致孔板后發(fā)生比較大的漩渦,該漩渦的存在直接導致信號噪聲比較大,從而限制了它的測量范圍。而V錐流量計克服了以上缺點(diǎn)。
V錐流量傳感器是由與管道同軸的內部節流件V錐和取壓裝置組成的,流體經(jīng)過(guò)時(shí)并不是像孔板那樣突然改變流體的流動(dòng)狀態(tài),而是介質(zhì)隨著(zhù)錐體的方向向邊壁收縮,該錐體起到了調整介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的作用,重塑了流束曲線(xiàn),使流體的流動(dòng)更加穩定。而且由于慣性力的存在,介質(zhì)經(jīng)過(guò)V錐的邊緣時(shí)并不直接沖刷錐體邊緣,因此V錐的 如圖1所示,V錐流量傳感器是由與管道同軸的內部節流件V錐和取壓裝置組成的,流體經(jīng)過(guò)時(shí)并不是像孔板那樣突然改變流體的流動(dòng)狀態(tài),而是介質(zhì)隨著(zhù)錐體的方向向邊壁收縮,該錐體起到了調整介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)的作用,重塑了流束曲線(xiàn),使流體的流動(dòng)更加穩定。而且由于慣性力的存在,介質(zhì)經(jīng)過(guò)V錐的邊緣時(shí)并不直接沖刷錐體邊緣,因此V錐的源。即使不考慮整流器,在同yi流量下,V錐的壓力損失一般也只有孔板的1 /2～1 /3
1. 4 精度高
由于V錐結構無(wú)可動(dòng)部件,使得V錐具有很好的重復性,一般小于0. 1%。由于量程比寬,即它的線(xiàn)性度好, 從而使其精度較高。根據GB17167 -2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》規定,用于能源計量的流量計準確度等級要求為:煤氣和天然氣為2. 0級。所以在測試分離器出口的氣體測量中,在10∶1的量程范圍內, V錐加上差壓變送器及二次表的總體誤差不會(huì )低于1. 5級,完滿(mǎn)足計量要求
1. 5 長(cháng)期性能
由于錐體的輪廓形狀限制了介質(zhì)的流動(dòng),流體沿著(zhù)錐體形成了邊界層,這意味著(zhù)錐體的邊緣不容易受不清潔的流體磨損,從而使開(kāi)孔比β保持不變,使得流量計可以在很長(cháng)時(shí)間內保持精度而不必校驗。
二、V錐流量計的缺點(diǎn)
雖然V錐流量計有很多的優(yōu)點(diǎn),但是它還是存在一些不足之處。
2. 1 需要標定
孔板是通過(guò)保證幾何尺寸就可以保證其測量精度的流量計。而V錐屬于新型的流量計,雖然眾多的廠(chǎng)家及科研人員做了大量的實(shí)驗,但迄今為止V錐流量計可依據的國家標準有限,而且由于機密性和zhuan利的限制,現已公布的有關(guān)V錐流量計結構設計的可利用的文獻較為缺乏。各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商依據企標來(lái)生產(chǎn),可以說(shuō)產(chǎn)品魚(yú)龍混雜,并不是每個(gè)廠(chǎng)商的產(chǎn)品都可靠。由于試驗數據不充分,使得每臺V錐流量計出廠(chǎng)時(shí)都必須經(jīng)過(guò)嚴格的標定。從而也增加其費用。
2. 2 售價(jià)較低
同種規格的V 錐流量計的價(jià)格要高于孔板流量計,但低于可更換孔板流量計。由于V錐的用料多、加工工藝復雜、標定費用高,使得其售價(jià)較高。但是在考慮流量計時(shí),初次購買(mǎi)價(jià)及安裝費用、儀表的可靠性、長(cháng)期維護費用、壓力損失等綜合因素的總評才是選取流量計的依據,只有綜合考慮并權衡了以上這些重要因素,才能做到合理選型。如前所述,V錐流量計除了在初次購買(mǎi)費用上高于孔板流量計外,其他的費用應該與孔板流量計持平或低于孔板流量計。尤其是在補償壓力損失所需要的耗能方面,V錐流量計遠遠優(yōu)于孔板流量計。所以從長(cháng)遠考慮,使用V錐流量計的綜合費用要低于孔板流量計
使用可更換孔板的目的就是為了提高孔板的量程比。但是其價(jià)格昂貴。如果給V錐流量計配兩臺不同量程的變送器（壓力變送器、差壓變送器）,那么其量程比的擴展要遠大于可更換孔板流量計,而其價(jià)格要遠低于可更換孔板。
2. 3 差壓較低
由于V錐流量計的流出系數要大于孔板流量計的流出系數,使得相同流量時(shí)孔板的差壓值要高于V錐的差壓值?？装辶髁坑嫷淖兯推饕话愣际怯弥胁顗罕?V錐流量計一般用低差壓表。