摘要： 孔(kong)闆流量計 自(zi)出現之日起(qi)就作爲一種(zhǒng)重要的流量(liàng)計被廣泛應(yīng)用，而 錐形流(liú)量計 作爲一(yi)種新型流量(liàng)計，也有着其(qi)獨有的特點(dian)并越來越被(bei)廣泛應用，詳(xiang)細介紹了這(zhè)兩種流量計(jì)的特🤞點。
　　 差壓(ya)式流量計 作(zuo)爲一種流量(liang)測量儀表，具(ju)有結構簡單(dan)，使用壽命長(zhǎng)，适應性廣範(fàn)等特點，因此(cǐ)被廣泛應用(yong)于電力、化工(gong)、煤炭、冶金、鋼(gāng)鐵等行業🏒。據(ju)估計，差壓式(shi)流量計約占(zhàn)流量儀表的(de)60%~70%。錐形流量計(jì)作爲20世紀80年(nián)代異軍突起(qǐ)的新興🈲力量(liàng)，憑借着其獨(du)特的優勢，逐(zhu)漸被市場🏃‍♂️所(suǒ)接納。
1原理介(jiè)紹
1.1綜述
　　錐形(xíng)流量計（見圖(tú)1）是一種新型(xíng)的可測量各(gè)種雷諾數的(de)🈲高精🏒度⚽流量(liàng)計，滿足各種(zhong)介質的應用(yòng)條件要求。其(qí)♋操作原理同(tong)其⛱️他各🏃‍♀️類型(xíng)的差壓原理(li)相同，都是基(ji)于⛷️密封管道(dao)中的🔴能量守(shou)恒原理。
　　錐形(xing)流量計在管(guan)道中心處懸(xuán)挂一錐形節(jie)流件，錐形件(jiàn)阻礙介質的(de)流動，重塑流(liú)速曲線，在錐(zhuī)形件的下遊(you)可立即形成(chéng)負壓區，管道(dào)上遊的正壓(yā)同經節流件(jian)節流後的下(xià)遊的負壓之(zhi)間有一壓差(chà)，将正、負壓用(yòng)取壓口取出(chū)，正☂️壓口位于(yu)管道的上遊(you)，負壓口🌈位于(yu)錐體的末端(duan)，通過測量兩(liǎng)者之間的差(cha)壓，根據伯努(nǔ)力方程即可(kě)計算出管道(dao)中的流量。錐(zhuī)體☎️位于⚽管線(xiàn)中心，可對所(suo)測介質的流(liu)速曲線進行(háng)優化，因此🐪測(cè)量精度高，對(dui)儀表上、下遊(you)的直管段要(yao)求低。
1.2操作原(yuán)理
　　錐形流量(liang)計是一種差(cha)壓型的流量(liang)儀表，迄今爲(wei)止，以差壓原(yuan)理設計的流(liú)量儀表已經(jing)有一百多年(nián)的應用曆史(shi)了。差壓原理(li)就是基于密(mì)封管道中的(de)能量轉換原(yuán)理，也✌️就是說(shuō)穩定流體、流(liú)量同管道中(zhong)介質流速的(de)平方根成正(zhèng)比。當壓力降(jiang)低時，速度會(huì)增㊙️加，當介質(zhi)接近錐體時(shí)，其壓力爲P1，在(zai)介🛀質通過錐(zhui)體⭐的節流區(qū)時，速🈲度會增(zēng)加，壓力🧡會降(jiang)低爲P2，P1和P2都通(tōng)過♻️錐形流量(liang)計的取壓口(kǒu)引到後接的(de)差壓變送器(qi)上，流速發生(shēng)變化時，錐🆚形(xíng)流量計的兩(liǎng)個取壓口之(zhī)間的差壓值(zhí)會增大或縮(suo)小。當流速相(xiang)同時，若節流(liu)面積大，則産(chǎn)生的差⭐壓值(zhí)也大。β值等于(yú)錐體的節流(liu)面積除以管(guǎn)道内徑的截(jié)面積(可換算(suàn)成兩者之間(jian)的直徑比)。
1.3重(zhòng)塑流速曲線(xian)
　　錐形流量計(jì)在進行流量(liàng)計算時所采(cai)用的計算公(gōng)式🍓同其他差(chà)壓型的流量(liang)儀表相同，但(dàn)節流件的結(jié)構同其他儀(yí)表🔞完全不同(tong)，是通過懸挂(guà)在管線中心(xīn)的錐形體來(lai)實👨‍❤️‍👨現的。錐體(tǐ)可迫使管道(dao)中心的介質(zhì)繞着錐體流(liú)動，同其他傳(chuan)統類型的差(cha)壓型儀表相(xiang)⛷️比，這樣有很(hen)多優點。另外(wai)，如果介質通(tōng)過一個很長(zhǎng)的管道，而且(qiě)在管道中沒(méi)有受到任何(he)阻礙和幹擾(rao)，它的流速分(fen)布就很均勻(yun)。
　　通過管道直(zhí)徑上的介質(zhì)的流速每點(diǎn)都不相同，靠(kào)㊙️近管♌壁的流(liu)速幾乎爲零(ling)，管道中心的(de)流速最大，這(zhè)是管♻️壁對介(jie)質産生摩擦(cā)造成的。由于(yú)錐體懸挂在(zài)管線中心，它(ta)直❌接同流體(ti)的高速區接(jie)觸，迫使高速(sù)區的流體與(yǔ)低速區的流(liu)體相混合，從(cong)而使流速均(jun)勻化，高速區(qu)♈的流體速度(du)㊙️降低。這也是(shì)爲什麽錐形(xíng)🌈流量計能夠(gou)☀️測量低流速(su)流體的主要(yào)原因。由于其(qi)他類型的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼差(cha)壓型流量計(jì)的節流元件(jiàn)不與管道中(zhong)心處的高速(sù)介質相接觸(chu)，在介質流速(su)⛱️很低時，就可(ke)能沒有差壓(yā)信号了。
　　在一(yī)般工況下，流(liú)速很難均勻(yún)分布。管道上(shàng)的任何變化(hua)都可能對流(liú)體造成影響(xiǎng)，如彎頭、閥門(mén)、縮徑、擴徑、泵(beng)、三通🏃‍♀️等等，對(duì)其他儀表而(er)言，這是一個(gè)很難解決的(de)問題，而錐形(xing)流量計的錐(zhui)體對上遊流(liu)速分布曲線(xiàn)重新進行塑(sù)造，使流速基(jī)本達到理🔅想(xiang)狀況。
　　錐形流(liu)量計可在極(jí)爲惡劣的情(qing)況下使流體(tǐ)分布均勻（如(rú)在緊鄰儀表(biao)上遊有單彎(wān)管、雙彎管），以(yǐ)保證獲得較(jiào)高的測量精(jing)度。


2錐(zhui)形流量計的(de)優點及與傳(chuan)統孔闆流量(liàng)計的比較
2.1精(jing)度
錐形流量(liang)計精度高：精(jīng)度可達到±0.5%。
孔(kong)闆流量計精(jīng)度低：精度基(jī)本在±3%以下。
2.2重(zhòng)複性
　　錐形流(liu)量計重複性(xing)好：優于±0.1%。由于(yú)錐體對流速(su)的整形，使流(liu)速達到理想(xiǎng)狀态，幹擾源(yuan)少，因此重複(fu)性好。
　　孔闆流(liú)量計依靠直(zhí)管段對流體(ti)整形，直管段(duan)整形隻🛀🏻能達(da)♍到較爲接近(jìn)流體完全理(lǐ)想狀态，并且(qiě)孔闆本身的(de)節流又破壞(huài)流體理想狀(zhuang)态，因此幹擾(rǎo)源較多，重複(fú)性差。
2.3安裝要(yào)求
　　錐形流量(liang)計安裝要求(qiu)低：前0D~3D、後0D~1D。無論(lùn)是泵、壓縮機(ji)、閥門或者♌彎(wān)管（一個單彎(wan)管或兩個不(bu)在一個平面(mian)上的雙彎管(guǎn)），對測量精度(du)基😄本都沒有(you)影響。
　　孔闆流(liu)量計安裝要(yào)求高：一般前(qián)10D、後5D。複雜工況(kuang)還要加大到(dào)🚶‍♀️前20D、後5D。
2.4長期穩(wen)定性
　　錐形流(liú)量計長期穩(wěn)定性好：流體(tǐ)流經圓錐體(ti)無突然波動(dong)☎️，而是沿着錐(zhuī)形體形成一(yī)個邊界層，并(bìng)引導🔆流體離(lí)開錐體的後(hòu)☔角。所以，錐體(tǐ)夾角不受不(bú)清潔流體的(de)磨損，β值可長(zhǎng)期不變，并保(bao)證長期正确(què)測量。
　　孔闆流(liu)量計長期穩(wěn)定性差：由于(yú)流體流經孔(kong)闆銳利🐆緣口(kou)⛷️，截流産生高(gao)速摩擦，引起(qi)孔闆口磨損(sun)，髒污改變孔(kǒng)闆🐇口大小，使(shi)β值發生變化(hua)，不能保持長(zhǎng)期正确測量(liang)。
2.5信号穩定性(xing)
　　錐形流量計(ji)信号穩定：“信(xìn)号波動”是孔(kong)闆的1/10。流體流(liú)經流量計🛀🏻形(xing)成非常短的(de)渦流，這些渦(wō)流使流量計(jì)産生高頻低(di)幅信号✊，并且(qie)信号在錐體(tǐ)尾部流向中(zhong)央，相互🔴抵消(xiao)，因此幹擾💰小(xiao)。
　　孔闆流量計(jì)信号不穩定(dìng)：流體流經平(ping)面後産生的(de)⭕渦🌈流🛀較長，這(zhè)些長渦流使(shi)孔闆産生低(dī)頻大幅度的(de)信号，信号幹(gàn)擾大，會嚴重(zhong)幹擾差壓讀(dú)數的正确率(lǜ)。
2.6壓損和量程(chéng)
　　錐形流量計(ji)的壓損低而(ér)量程寬：通常(chang)量程比爲15∶1~50∶1。這(zhè)是因爲錐體(tǐ)🤩的流線型設(she)計，使壓損大(dà)大減小，最小(xiǎo)可至0.06kPa。在所有(yǒu)的差壓👨‍❤️‍👨流量(liang)計中，隻有錐(zhuī)形流量計的(de)壓損與文丘(qiu)裏接近。由于(yu)沒有銳利的(de)邊緣口,錐形(xing)流量計引起(qi)的永久性壓(yā)力損💋失恒定(ding)且要比孔闆(pan)小。同時，極其(qí)穩定的信号(hao)使差壓的量(liàng)🙇‍♀️程下限遠比(bǐ)🏃‍♂️一般差壓流(liu)量計低，因此(ci)量程得以向(xiàng)下限擴🌈展，雷(léi)諾數低至8000仍(réng)可保持信号(hào)線性。如果采(cǎi)用曲線修正(zhèng)，在更低的雷(lei)諾數條件下(xià)，仍然可測量(liang)并可保證較(jiao)好的重複性(xìng)。
　　孔闆流量計(ji)壓損大、量程(chéng)小：通常量程(chéng)比爲3∶1~5∶1。這是由(you)于平♉面阻👉擋(dǎng)，加上銳利的(de)邊緣口，因此(cǐ)壓損大，導緻(zhì)了小信号波(bo)動大、幹擾大(da)，小量程無法(fa)測量。
2.7β值範圍(wéi)和差壓
　　錐形(xing)流量計的β值(zhí)範圍寬：錐形(xing)流量計獨特(tè)的幾何形狀(zhuang)允許有廣泛(fan)的β值範圍。标(biao)準的β值爲0.450，0.550，0.650，0.750和(hé)0.850，并可特定β值(zhí)，以保✌️證特定(dìng)的差壓輸出(chū)且有較大的(de)差壓信号，滿(man)标尺差壓🌈信(xin)号從0.1kPa到幾十(shí)kPa，保證了測量(liang)的正确率。
2.8管(guǎn)線範圍和形(xing)式
　　錐形流量(liàng)計管線範圍(wéi)寬：錐形流量(liang)計有兩種基(jī)本型⛹🏻‍♀️式，即管(guǎn)道型和插入(rù)型。其中管道(dao)式錐形流量(liang)計從1/2”到🌏60”，而插(cha)入式錐形流(liu)量計從6”到72”。
2.9髒(zang)污的影響和(he)維護
　　錐形流(liu)量計無停滞(zhì)區，長期免維(wéi)護：錐形流線(xiàn)型徹⛹🏻‍♀️底吹掃(sao)式設計避免(miǎn)了流體中的(de)殘渣、凝結物(wù)或顆粒的👅滞(zhi)留，可以保持(chí)錐體長期清(qīng)潔。由于錐體(tǐ)對流體整形(xing)，加速了管壁(bì)流體的流速(sù)，減少了正取(qǔ)壓口的髒污(wu)停留，倒角的(de)設計，使流體(ti)流經錐體後(hòu)加速離去，負(fù)取壓孔不會(hui)污損。所以，在(zài)較長的時間(jiān)内（2年~3年）無需(xū)維護清洗，可(kě)以保證正确(que)測量。
　　實踐證(zheng)明，錐形流量(liang)計在焦爐煤(mei)氣、渣油等特(tè)别髒污介質(zhi)的🌈測量中均(jun)能成功使用(yòng)，并已在鋼廠(chang)焦爐煤氣流(liú)量測量中得(dé)到廣泛使用(yòng)。
　　孔闆流量計(jì)由于是平面(miàn)阻擋，髒污容(rong)易堆積，一般(ban)❄️需3個月清洗(xi)一次，才能較(jiao)好地保證其(qí)精度。
2.10可測高(gāo)溫、高壓介質(zhì)
　　錐形流量計(jì)針對不同的(de)溫度和壓力(li)，采用不同的(de)⛱️材質，工作🛀🏻溫(wēn)♈度最高可達(da)700℃，而最大壓力(li)可達30Mpa。
2.11氣液兩(liang)相介質（濕氣(qi)）
　　對濕氣（氣體(tǐ)中含有水分(fen)）的流體測量(liang)始終是流量(liàng)💋測量中的一(yī)⛹🏻‍♀️個難點。而錐(zhuī)形流量計采(cǎi)用獨特的錐(zhui)體設計，使氣(qi)體中所🏒含有(you)的大部分水(shui)份沿錐體從(cóng)管道中央溫(wēn)度💛較高的地(di)方向🈚周圍溫(wen)度較低的地(dì)方快速移動(dong)，從而産生凝(níng)露，沿錐體向(xiang)管道底部下(xia)🏃‍♀️滴，由于錐體(ti)對流體整形(xíng)，加速了管壁(bì)流體的流速(sù)🎯，水份也快速(su)通過，不會在(zai)取壓口産生(sheng)大量凝露。所(suo)🔴以，氣體含有(you)少量水份，對(duì)♍流量計取壓(ya)口産生的幹(gàn)擾信号少，提(tí)高了測📞量正(zhèng)确率。但是氣(qì)體🐇中含水不(bú)超過5%爲好，最(zui)多應不超過(guo)10%。
　　孔闆流量計(jì)對流體阻擋(dang)式設計，在孔(kong)闆中央産生(sheng)滴露，同💰時管(guǎn)💁壁流體受到(dao)阻擋，流速減(jiǎn)慢，正取壓口(kǒu)附近産生的(de)凝⁉️露會影響(xiang)取壓信号；流(liú)體流經孔闆(pǎn)後産生的渦(wō)流，向管壁✍️作(zuo)波動性發散(san)，影響負取壓(yā)口取壓信号(hao)。因此，濕氣對(duì)孔闆的測量(liang)精度會産生(sheng)🐪較大的負面(miàn)影響，從而影(yǐng)響測量。故而(ér)，孔闆及其他(tā)方式測量濕(shī)氣♋往往難以(yi)達到預期的(de)效果。
綜上所(suǒ)述，在可預見(jiàn)的将來，錐形(xing)流量計必将(jiang)發揮🧑🏾‍🤝‍🧑🏼越來越(yue)重🔱要的作用(yòng)。

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