摘要(yao):從介紹産(chan)品工作原(yuan)理入手,闡(chan)述了彎管(guǎn)流量計 與(yu) 孔闆流量(liang)計 在原理(lǐ)上的本質(zhì)區别。在性(xing)能比較的(de)基礎上突(tu)出說明了(le)彎管流量(liang)計具有的(de)無附加壓(ya)力損失的(de)節能性能(neng)明顯優于(yú)孔闆流量(liàng)計。文章指(zhǐ)出,在長期(qi)運❄️行的大(da)流量系統(tong)中應充分(fèn)考慮這種(zhong)區别所引(yin)起的能源(yuán)合理利用(yòng)問題。
一、引(yin)言
　　彎管流(liu)量計也是(shì)一種差壓(ya)式流量計(jì),但其差壓(ya)的産㊙️生與(yu)孔闆流量(liang)計有根本(běn)性區别:孔(kǒng)闆流量計(ji)是 節流型(xíng)差壓流量(liàng)計 ,是利用(yong)對流體節(jiē)流裝置施(shi)行節流産(chan)生差壓來(lái)測量流體(ti)的流量的(de):彎管流量(liàng)計的流量(liàng)傳感器是(shi)一個90°标準(zhun)彎管,它是(shì)利用流體(tǐ)的慣性原(yuán)理産生差(cha)壓來測量(liàng)流體的流(liu)量的。
二、彎(wān)管流量計(ji)和孔闆流(liú)量計原理(li)
1.彎管流計(jì)
(1)基本原理(li)
　　當流體流(liu)經彎管時(shí),由于彎管(guan)的約束作(zuo)用,迫使流(liu)體在彎管(guǎn)内作近似(si)于圓周運(yùn)動。根據流(liu)體強制旋(xuán)流理🔆論,流(liú)體在🚩管道(dào)内作圓周(zhōu)運動必然(ran)會産生慣(guan)性離心力(lì),該離心力(lì)的㊙️大小與(yu)流體的流(liu)速、流體的(de)質量(密度(du))以及作圓(yuán)周運動的(de)曲率半徑(jìng)等因素有(you)☎️關。離心力(li)的🐇大小可(kě)以通過對(duì)彎管内、外(wai)側壓力差(cha)的測量來(lai)确定的:因(yīn)此,隻要測(ce)出彎管内(nèi)、外側的差(cha)💃壓值,就可(kě)以方便地(di)計.算出管(guan)道内流體(tǐ)的流速,進(jin)而算出管(guǎn)道内流體(ti)的流量值(zhi),這就是🔞彎(wān)管流量計(ji)的基本測(cè)量原理(見(jian)圖🐪1).
(2)流量方(fang)程

式中，?一(yi)流體的平(píng)均流速
a一(yī)流量系數(shù)
R/D一彎管的(de)彎徑比
P1-P2一(yi)彎管内、外(wài)側壓力差(cha)
β一指數
ρ一(yi)流體的密(mì)度
2.孔闆流(liú)量t計
(1)基本(ben)原理
　　充滿(mǎn)管道的流(liu)體,當它流(liu)經管道内(nèi)的節流件(jiàn)時。如圖🚩2所(suo)❤️示，流💜體将(jiāng)在節流件(jiàn)處形成局(ju)部收縮.因(yīn)此，流速增(zeng)❓加,靜❗壓力(lì)❄️降低🌏,在節(jie)流件前後(hòu)産生了壓(ya)差。流體流(liú)量愈大,産(chan)‼️生的壓💞差(cha)愈大,因而(ér)可依據壓(yā)差來衡量(liang)流量♌大小(xiǎo)。這種🈲測量(liàng)方法是以(yǐ)流動連續(xu)性方程(質(zhì)量守恒定(dìng)律)和伯努(nǔ)力方程(能(néng)量🐪守恒定(dìng)律)爲基礎(chǔ)的:
(2)流量方(fāng)程

式中.qm一(yī)質量流量(liàng),kg/s
C一流出系(xi)數
E一可膨(peng)脹性系數(shù)
β一直徑比(bǐ).β=d/D
d.一工作條(tiáo)件下節流(liú)件的孔徑(jìng),m

D一工作條(tiáo)件下.上遊(yóu)管道内徑(jìng),m
△p一差壓,Pa
P1一(yi)流體密度(du),kg/m3
三、彎管流(liú)量計的基(ji)本特點及(ji)其與孔闆(pan)流量計性(xing)能比較
　　以(yi)供熱系統(tong)爲對象,選(xuǎn)定孔闆流(liú)量計與彎(wan)管流量♈.計(ji)作對比，是(shì)☁️因爲孔闆(pǎn)流量計目(mu)前在供熱(rè)系統中💜仍(réng)然是使用(yong)普遍的流(liu)量計。
(1)無任(ren)何附加節(jiē)流件或插(chā)人件.可大(da)大降低流(liu)體在👈管道(dao)内輸送的(de)動力消耗(hao),節約能源(yuán)。
　　由于彎管(guǎn)流量計獨(du)特的測量(liang)原理,它沒(mei)有其它流(liu)量計💋必須(xū)具⚽備的節(jie)流件或插(chā)入件,這一(yi)特點給彎(wan)管流📱量計(ji)的工業化(hua)應用帶來(lai)了巨大的(de)便利和好(hǎo)☀️處。
　　對于節(jie)流型孔闆(pǎn)流量計來(lái)說，流體在(zai)孔闆上的(de)壓力損失(shī)💃是不可避(bi)免的。在通(tong)常情況下(xià),該節流壓(ya)力損失(稱(cheng)其爲不可(ke)恢複壓力(li)損失)可達(da)孔闆在該(gai)流💔量下産(chan)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻生的差壓(yā)值的30%~90%(與孔(kong)闆的β值有(you)關)。爲了提(tí)高孔闆流(liú)量計的測(cè)量精度,設(shè)計人員在(zài)選🌈定孔闆(pǎn)流量計的(de)工作差壓(yā)值時一般(ban)都取高值(zhí)🈚,于是該壓(yā)力🥰損失就(jiù)相當可觀(guan)。在供熱系(xì)統中,由于(yú)孔闆的💚阻(zǔ)力損失會(hui)使🚩供熱循(xún)環水泵耗(hao)電量增🐉加(jiā)或使同樣(yang)的水泵壓(yā)頭不能滿(mǎn)足🧑🏽‍🤝‍🧑🏻遠端供(gong)熱用戶的(de)需求。對于(yu)一個完整(zheng)的供熱系(xì)統來說，它(tā)所安裝的(de)流量檢測(cè)孔闆不會(huì)隻是一塊(kuai),而多孔闆(pan)的安裝使(shi)系統功率(lǜ)損失更大(da)。對于蒸汽(qì)介質來說(shuō),孔闆節流(liu)壓力損失(shi)會使蒸汽(qi)品質下降(jiàng),或需要提(tí)供更高的(de)供汽質量(liàng)才能滿足(zu)用戶對蒸(zheng)汽品位的(de)要求。無論(lùn)是哪--種情(qíng)況都會造(zào)成附加的(de)經濟損失(shi)和提高📐系(xi)統.的運行(hang)費用。如果(guǒ)用彎管流(liu)量計代替(ti)孔闆流量(liang)計進行流(liu)量檢測.則(zé)不存在管(guan)道附加阻(zǔ)力損失的(de)問♌題,孔闆(pan)流量計的(de)節流損耗(hào)也可簡單(dan)地看作是(shi)彎管流量(liang)計的節能(neng)效果。這種(zhong)替代對于(yú)那些大系(xi)統、大管徑(jing)、大流量、低(di)壓頭的測(ce)量對象好(hao)處将更加(jia)明顯。
(2)結構(gou)簡單,價格(ge)低廉
　　彎管(guan)傳感器就(jiu)是一個90标(biao)準彎頭,随(sui)着彎管機(jī)械加工工(gong)，業的發❌展(zhan)和行業标(biao)準化、規範(fàn)化管理的(de)不斷完善(shan).用作彎管(guǎn)傳感🔞器的(de)标準機制(zhì)彎頭其質(zhì)量越來越(yuè)好.價格也(yě)越來越低(di),它一方面(miàn)使彎管傳(chuan)感器的技(ji)術指标能(neng)得到更好(hao)的保證.同(tong)時.也大大(dà)降低了彎(wan)管傳感器(qi)的價格，目(mù)前.彎管傳(chuan)感🐆器甚至(zhì)比市場上(shang)價格便宜(yi)的.法蘭式(shì)孔闆傳感(gan)器還要便(bian)宜.而♈且管(guan)徑愈大.愈(yù)便宜。
(3)彎管(guan)傳感器耐(nài)磨損,對微(wei)量磨損不(bú)敏感
　　傳感(gan)器對磨損(sǔn)不敏感是(shi)保證流量(liàng)計長期精(jing)度佳測量(liàng)的重要條(tiáo)件之一.這(zhè)方面彎管(guan)流量計有(you)着不可比(bi)拟的優勢(shi)💋:而孔闆流(liú)量計的人(rén)口銳角對(duì)微量磨損(sǔn)就十分敏(min)感。規程規(gui)定,計量用(yong)孔闆流量(liàng)計的孔闆(pan)每年必須(xu)進行一次(cì)或一次以(yǐ)上的強制(zhi)性磨損檢(jiǎn)查,這是😍保(bao)證孔闆流(liú)量計正确(què)計量的必(bi)要條🈲件:即(jí)便如此.在(zài)兩個檢修(xiu)周期内也(yě)很難保證(zheng)孔闆流量(liang)計測量精(jīng)度的一緻(zhi)性.這樣頻(pín)繁的拆裝(zhuang)、檢查、維修(xiu)不是一般(bān)單位都可(ke)以作到.的(de),對于那些(xie)大管徑的(de)孔闆.尤其(qi)是蒸汽孔(kǒng)闆其😘拆裝(zhuang)難度之大(dà)使維🌏修者(zhě)無不望而(ér)卻步.大量(liang)的維修費(fei)用也給使(shi)用者帶來(lái)了額外的(de)經濟負擔(dān):因此.現實(shi)情況是多(duō)數孔😄闆流(liu)量計使用(yòng)單位以損(sǔn)失測量精(jīng)度爲代價(jià)來減少孔(kǒng)闆流量計(jì)的檢修次(ci)數。這種方(fang)法⚽當然是(shì)不可取的(de):彎管傳感(gǎn)😘器不👄僅耐(nài)磨性能好(hǎo),即使有輕(qīng)微磨損,對(dui)彎管傳感(gan)器的工作(zuò)性能和測(ce)量精度的(de)影響♋也是(shì)極小的🐪。因(yin)此.彎管流(liu)量計可以(yǐ)長期保持(chí)精度的狀(zhuang)态。
(4)可測量(liang)容易髒污(wū)、堵塞傳感(gǎn)器的流體(ti)
　　供熱系統(tǒng)的循環水(shui)其水質是(shi)比較差的(de),原因是在(zài)一個供暖(nuan)👈期内循環(huán)水是反複(fú)使用而不(bú)更換(隻是(shì)少量♍補充(chong)).加上防腐(fu)需求等其(qi)它原因在(zài)循環水中(zhong)還要加入(ru)一些化學(xue)物質,使循(xun)環水對流(liú)量測量裝(zhuang)置的污染(rǎn)影響更大(da)。孔闆傳感(gǎn)🚩器人口的(de)直角部分(fèn)♈即使是輕(qing)微的沾污(wu)也會對測(ce)量精度造(zao)成極大的(de)影響。而彎(wān)管傳感器(qì)對于供熱(re)循環水這(zhè)樣的介質(zhì)其适應性(xìng)🌈是很強的(de).即使✨是長(zhǎng)期的運行(hang)也能保證(zheng)☀️其正常工(gōng)作,且能保(bao)證足夠的(de)測量精度(du)不受影響(xiǎng)🈲。
(5)量程範圍(wei)寬、直管段(duan)要求不嚴(yán)格.适應性(xing)強
　　隻要是(shi)可以用孔(kǒng)闆流量計(ji)進行測量(liang)的對象都(dou)可🧑🏽‍🤝‍🧑🏻以用彎(wan)管流量計(jì)來代替。而(er)在耐高溫(wen)、耐高壓、耐(nai)沖擊、耐震(zhèn)動📱、耐潮濕(shi)、耐粉塵等(děng)方面,彎管(guan)流量計遠(yuǎn)遠優于其(qi)它常用👅流(liú)量計(如 渦(wō)街流量計(ji) 、 電磁流量(liàng)計 、 超聲波(bo)流量計 等(děng)等)。震動、沖(chòng)擊對彎管(guan)傳感器的(de)正常工作(zuò)幾乎沒有(you)影響.而高(gao)溫、高壓對(duì)于彎管流(liu)量計來說(shuo)隻是采用(yong)與工藝管(guan)道☎️相同‼️材(cai)質的标準(zhǔn)彎頭作傳(chuán)感器,就可(ke)以方便地(dì)得到解決(jué)。.
　　彎管傳感(gǎn)器的幾何(he)尺寸幾乎(hū)沒有限制(zhi)，管經小可(kě)到幾十mm甚(shèn)至😘十兒mm.大(dà)可到Im甚至(zhi)2m以上,隻要(yao)彎管的彎(wan)徑比🔅符台(tai)規定要求(qiu)。都可👈以作(zuo)爲傳感器(qì)進行流量(liang)✍️測量,這一(yi)-特點是一(yī)般流量傳(chuán)感器不💃🏻容(rong)易作到的(de):
　　直管段要(yao)求不太嚴(yán)格也是彎(wān)管流量計(jì)在現場使(shǐ)用.中十分(fèn)重⭐要的特(te)點之一。許(xu)多流量測(ce)量裝置都(dōu)因爲現場(chǎng)直管段不(bú)🏃🏻‍♂️能滿足要(yao)求而不能(neng)進行測螢(yíng)或不能保(bǎo)證其瀏量(liang)精度.彎管(guǎn)🔞流量計⛷️由(yóu)于其特殊(shu)的測量原(yuán)理使其在(zai)🐇實際應用(yong)時對直管(guan)🌐段的要求(qiú)✏️不嚴格，一(yī)-般隻需保(bǎo)證前5D後2D即(jí)可.遠遠低(di)于其它流(liu)😍量測量裝(zhuāng)置的要求(qiu)。
(6)可采用直(zhi)接焊接法(fǎ)進行安裝(zhuāng)
　　流量測量(liang)裝置現場(chǎng)跑、冒、滴、漏(lou)是一個十(shi)分令人頭(tou)痛🈲的現實(shi)問題,它包(bao)含了諸如(ru)能源和物(wù)料的浪費(fèi),環保、安全(quan)🤟、計量🙇🏻正确(que)⁉️等方🏃面的(de)問題.是運(yun)行、管理部(bù)門十分重(zhong)視又不易(yì)徹底解決(jue)的老大難(nan)問題:流量(liàng)傳感器直(zhi).接焊接法(fǎ)安裝就是(shì)爲解決這(zhè)⚽個實際問(wen)題而産生(shēng)的🏃(例如焊(han)接式孔闆(pǎn)):但是.孔闆(pǎn)的不耐磨(mó)👉損給焊接(jiē)式孔💔闆保(bao)持長期精(jing)度正常使(shi)用帶來了(le)困難.既然(ran)孔闆檢修(xiu)周期短,那(nà)麽,嚴⁉️格地(di)說焊接法(fa)🏃🏻安裝绐孔(kǒng)闆流量計(ji)㊙️帶來的不(bú)是好處,相(xiàng)反使經常(chang)💛性的檢修(xiū)工作變得(de)更加困難(nán)。因此,焊接(jie)式孔闆并(bìng)✔️不是解決(jué)測量裝置(zhì)現場的跑(pǎo)冒滴漏的(de)好方法。而(ér)彎管傳感(gǎn)器完全可(ke)以滿足☂️直(zhí)接焊接法(fǎ)安裝的一(yī)-切技術條(tiáo)件.它的耐(nài)磨損、免維(wéi)護、長周期(qī).精度運行(háng)的特點使(shǐ)焊接法安(ān)裝這一優(you)勢得到了(le)充分的發(fa)揮.現場跑(pǎo)冒滴漏的(de)麻煩得到(dao)了徹底的(de)解決
(7)通過(guò)實驗研究(jiu).提出了彎(wān)徑比爲1.5~1.6範(fàn)圍内.在該(gai)條件下🈲的(de)♌蒸汽彎管(guǎn)流量計的(de)簡化模型(xing),不但可使(shǐ)彎管🈚參量(liàng)無須❤️單獨(du)😄标定🙇🏻即可(ke)實現蒸汽(qi)流量高精(jīng)度測量,而(ér)且在采用(yong)了蒸汽溫(wen)度、壓力智(zhi)能補償後(hòu),使流🔞量計(ji)能适用于(yu)溫度、壓力(li)變化🚩範圍(wéi)大的蒸汽(qì)流量測量(liang):二次儀表(biǎo)以計算機(ji)技術爲核(he)心,采用蒸(zheng)汽密度補(bǔ)償處理.因(yin)而使二次(ci)儀表精度(du)達到0.29.流量(liang)測量♻️系統(tong)實測精度(du)達到了1.14%(引(yǐn)用誤差):
四(sì)、結束語
　　雖(sui)然将彎管(guan)流量計和(he)經典的孔(kǒng)闆流量計(jì)作了一系(xì)列的對比(bǐ)🔞.指出了孔(kong)闆流量計(ji)存在的一(yi)些不盡人(ren)意😘的缺點(diǎn),但是.有一(yī)點是十分(fen)清楚的.孔(kǒng)闆流量計(jì)作爲一種(zhǒng)流量計量(liang)器具.它具(ju)有悠久的(de)曆史.經過(guo)無數專家(jia)、學者的🔴潛(qián)心研究🌈和(he)完善，它的(de)設計、計算(suan)、加工、安裝(zhuang)🆚、使用、維護(hu)等等環節(jie)都具備了(le)完備的🌈标(biāo)準和規範(fàn).尤🔴其值得(de)強調的🐉是(shi)它已具備(bèi)了㊙️計量💛管(guǎn)理部門承(chéng)認的💰、具有(you).法律效用(yòng)的幾何相(xiàng)似檢定的(de)許可、獲得(de)了有關管(guǎn)理部門的(de)正式推薦(jian),所有這一(yi)切使它在(zai)工業化應(ying)用中具備(bei)了極其強(qiang)大的競争(zhēng)力。目前還(hái)沒有任何(hé)一種流量(liang)計可以和(he)它“相提✌️并(bing)論”。正如曆(lì)史是不會(hui)停⛱️止一樣(yàng).流量計的(de)發展也是(shi)日新月異(yì)的。孔闆流(liu)量計的諸(zhū)多缺點愈(yu)來愈爲人(rén)們所重⛹🏻‍♀️視(shi),要麽解決(jue)這些缺點(diǎn),要麽用一(yī)種更好的(de)流量計代(dài)替它。
　　其實(shí),彎管流量(liang)計研究工(gong)作也有80餘(yu)年的曆史(shi)，隻是過去(qù)的工作受(shou)到諸多客(kè)觀條件的(de)限制,使彎(wan)管流量計(ji)的工，業化(huà)推廣✉️應用(yòng)十分困難(nán),其中重要(yao)的是彎管(guǎn)加⁉️工技術(shu)🆚和彎管的(de)空間測量(liang)技♉術。這些(xiē)限制條件(jiàn)的存在幾(jǐ)乎葬送了(le)彎管流量(liàng)計的發展(zhan)前途。現在(zài)這一切都(dōu)得到了解(jiě)決,高精度(dù)的彎管加(jia)工技🈚術可(ke)以保王彎(wān)管傳感器(qi)的彎徑比(bǐ)能夠控制(zhi)在一個極(jí)小的🔴範圍(wéi)内.而科學(xué)的測量方(fang)法又使彎(wān)管彎🎯徑比(bǐ)的測量精(jīng)度得到了(le)保證,所有(yǒu)這些使彎(wān)管傳感器(qi)的幾何相(xiang)似性成爲(wèi)可能。同時(shi).通過研究(jiū)我們💛發現(xiàn)，在彎管傳(chuan)感器特定(dìng)彎徑比條(tiáo)件下🌐,彎徑(jìng)比與🔆流量(liang)系數之間(jian)出現的互(hu)補性規律(lǜ),由此大大(dà)提高🌐了這(zhe)種流量計(jì)的測量精(jing)度及其✌️穩(wěn)定性。
　　在流(liu)速爲7~70m/s範圍(wei)内，檢定其(qi)相應的測(cè)量範圍,其(qi)系統🌐流量(liàng)精度(包括(kuò)差壓、壓力(li)、溫度變送(song)器及二次(cì)儀表等配(pei)套儀表)小(xiǎo)于企☔業标(biāo)準規定的(de)+2.5%FS的精度,在(zai)檢定樣機(jī)中.流速爲(wei)25~70m/s的常用蒸(zhēng)汽流速範(fàn)圍内,其實(shí)測精度優(yōu)于1.14%FS:
彎管流(liú)量計突破(po)了困擾它(ta)發展的流(liú)量系數離(li)散性大、測(cè)量精度低(dī)的困難,滿(man)足了工業(ye)應用的要(yào)求:彎管🐆流(liu)量計的精(jing)度.無附加(jiā)壓力損失(shī)、量程比大(dà)、适應能力(lì)強,經濟⚽效(xiào)益高等特(tè)性完全符(fu)📱合能源建(jian)設和科學(xue)化計量管(guan)理事業的(de)發💯展要求(qiu):如在供熱(rè)行業全面(mian)推廣使用(yong)彎管流量(liàng)計.僅計算(suàn)它的無附(fu)加阻力損(sǔn)失并将其(qí)折.算成水(shui)泵電耗所(suo)能獲得的(de)效益,在一(yī)個👨‍❤️‍👨取暖期(qi)⭕就可高達(dá)3億元人民(mín)币:據初步(bù)統計🌍,在全(quán)國用彎管(guǎn)流💋量計全(quan)面替代目(mu)前應用廣(guǎng)泛的孔闆(pan)流量計.每(mei)年就叮取(qu)得數十億(yi)元人民币(bì)的💋經濟效(xiào)益,且節約(yuē)大量的能(neng)源:因此.大(da)力發展彎(wan)管流量計(jì),把它盡快(kuài)地推廣到(dao)能源建.設(she)和科學化(huà)管理的各(gè)個領域是(shì)必要和可(ke)能的。

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