弯管流量计的工作原理及性能优势
2016/9/27 10:08:00
1弯管流量计的工作原理 当流体流经弯管时,由于弯管的约束作用,迫使流体在弯管内作近似于圆周运动。根据流体强制旋流理论,流体在管道内作圆周运动必然产生惯性离心力,该离心力的大小与流体的速度、质量以及作圆周运动的曲率半径有关。离心力的大小由弯管内外侧压力差的测量来确定。因此只要测出弯管内外侧的差压值就可以计算出弯管内流体的速度,然后计算出流体的流量值。 其流量方程如下 2弯管流量计的基本特点及其与孔板流量计性能比较 我们以供热系统为对象,选定孔板流量计与弯管流量计进行比较 2.1降低消耗,节约能源 无任何附加节流件或插入件,可大大降低流体在管道内输送的动力消耗,节约能源。由于弯管流量计独特的测量原理,它没有其它流量计必须具备的节流件或插人件,这一特点给弯管流量计的工业化应用带来了巨大的便利和好处。 对于节流型孔板流量计来说,流体在孔板上的压力损失是不可避免的。在通常情况下,该节流压力损失(称其为不可恢复压力损失)可达孔板在该流量下产生的差压值的30%一90 %(与孔板的 β值有关升为了提高孔板流量计的测量,设计人员在选定孔板流量计的工作差压值时一般都取高值,于是该压力损失就相当可观。在供热系统中,由于孔板的阻力损失会使供热循环水泵耗电量增加或使同样的水泵压头不能满足远端供热用户的需求。对于一个完整的供热系统来说,它所安装的流量检测孔板不会只是一块,而多孔板的安装使系统功率损失更大。对于蒸汽介质来说,孔板节流压力损失会使蒸汽品质下降,或需要提供更高的供汽质量才能满足用户对蒸汽品位的要求。无论是哪一种情况都会造成附加的经济损失和提高系统的运行费用。如果用弯管流量计代替孔板流量计流量检测,则不存在管道附加阻力损失的问题,孔板流量计的节流损耗也可简单地看作是弯管流量计的节能效果。这种替代对于那些大系统、大管径、大流量、低压头的测量对象好处将更加明显。 2.2结构简单。价格低廉 弯管传感器就是一个90°标准弯头,随着弯管机械加工工业的发展和行业标准化、规范化管理的不断完善,用作弯管传感器的标准机制弯头其质量越来越好,价格也有利越来越低。它一方面使弯管传感器的技术指标能得到更好的保证,同时,也大大降低厂弯管传感器的价格。目前,弯管传感器甚至比市场t:价格的法兰式孔板传感器还要便宜,而且管径愈大,愈便宜。 2.3弯管传感器耐磨损,对微量磨损不敏感 传感器对磨损不敏感是保证流量计长期高测量的重要条件之一,这方面弯管流量计有着不可比拟的优势。而孔板流量计的入口锐角对微量磨损就I·分敏感。规程规定,计量用孔板流量计的孔板每年必须进行或以上的强制性磨损检查,这是保证孔板流量计准确计量的必要条件L即便如此,在两个检修周期内也很难保证孔板流量计测量的一致性,这样频繁的拆装、检查、维修不是一般单位都可以做到的,对于那些大管径的孔板,尤其是蒸汽孔板其拆装难度之大使维修者无不望而却步,大量的维修费用也给使用者带来了额外的经济负担。因此,现实情况是多数孔板流量计使用单位以损失测量为代价来减少孔板流量计的检修次数。这种方法当然是不可取的。弯管传感器不仅耐磨性能好,即使有轻微磨损,对弯管传感器的工作性能和测量的影响也是极小的。因此,弯管流量计可以长期保持高的状态。 2.4可测量容易脏污、堵塞传感器的流体 供热系统的循环水其水质是比较差的,原因是在一个供暖期内循环水反复使用而不更换(只是少量补充);加上防腐需求等其它原因在循环水中还要加人一些化学物质,使循环水对流量测量装置的污染影响更大。孔板传感器人口的直角部分即使是轻微的沾污也会对测量造成极大的影响。而弯管传感器对于供热循环水这样的介质其适应性是很强的,即使是长期的运行也能保证其正常工作,且能保证足够的测量不受影响。 2.5适应性强 只要是可以用孔板流量计进行测量的对象都可以用弯管流量计来代替。而在耐高温、耐高压、耐冲击、耐展动、耐潮湿、耐粉尘等方面,弯管流量计远远优于其它常用流量计(如涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等等)。震动、冲击对于弯管流量计来说只是采用与工艺管道相同材质的标准弯头传感器,就可以方便地得到解决。 弯管传感器的几何尺寸几乎没有限制,管径小可到几十mm甚至十几mm,大可到1m至2m以上,只要弯管的弯径比符合规定要求,都可以作为传感器进行流量测量,这一特点是一般流量传感器不容易做到的。 直管段要求不太严格也是弯管流量计在现场使用中十分重要的特点之一。许多流量测量装置都因为现场直管段不能满足要求而不能进行测量或不能保证其测量。弯管流量计由于其特殊的测量原理使其在实际应用时对直管段的要求不严格,一般只需保证前5D、后2D即可,远远低于其它流量测量装置的要求。 2.6可采用直接焊接法进行安装 流量测量装置现场跑、冒、滴、漏是一个令人头痛的现实问题,它包含了诸如能源和物料的浪费,环保、安全、计量准确等方面的问题,是运行、管理部门十分重视又不易彻底解决的老大难问题。流量传感器直接焊接法安装就是为解决这个实际问题而产生的(例如焊接式孔板):但是,孔板的不耐磨损给焊接式孔板保持长期高正常使用带来了困难,既然孔板检修周期短,那么,严格地说焊接法安装给孔板流量计带来的不是好处,相反使经常性的检修工作变得更加困难。因此,焊接式孔板并不是解决测量装置现场的跑、冒、滴、漏的好方法。而弯管传感器完全可以满足直接焊接法安装的一切技术条件,它的耐磨损、免维护、长周期、高运行的特点使焊接法安装这一优势得到了充分的发挥,现场跑冒滴漏的麻烦得到了彻底的解决。 3结束语 通过实验研究,提出了弯径比为1.5一1.6范围内,在该条件下,蒸汽弯管流量计的简化模型不但可使弯管参量无须单独标定即可实现蒸汽流量高准确度测量,而且在采用了蒸汽温度、压力智能补偿后,使流量计能适用于温度、压力变化范围大的蒸汽流量测量。 二次仪表以计算机技术为,采用蒸汽密度补偿处理,因而使二次仪表准确度达到0.2%,流量测量系统实测准确度达到了1. 14%(引用误差)。 弯管流量计突破了流量系数离散性大、测量低的困难,高,无压力损失,量程比大,满足了能源建设和科学化计量管理的要求。初步统计,在全国用弯管流量计替代孔板流量计每年可取得几十亿元人民币的经济效益,并节约大量的能源,因此,大力发展弯管流量计,尽快推广用于能源建设和科学化管理的各个领域是特别必要的。