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弯管流量计的工作原理
弯管流量计的工作原理
推荐一、引言
弯管流量计广泛应用于石油、化工、电力、冶金、钢铁等行业的液体、气体、和蒸汽的流量测量,能在小10〜小2000mm勺大范围管道中精确测量各种流体的流量,弯管传感器可耐高温、高压、可在潮湿、粉尘、振动等各种恶劣的环境中正常工作。
它没有插入件,无附加阻力损失,结构简单,安装方便。
二、弯管流量计的工作原理
1、原理
流体在管道中流动,在流经弯管时,流体类似于流过一个整流器,由于弯曲管壁的导流作用,在进入弯管前2D左右流体内侧被加速,而流体外侧被减速,直至进入弯管流体的流速形式被整流成近似于自由旋流理论描述的梯形速度流动模式,且在弯管45。
截面处达到最大,这个过程将持续在整个弯管中。
在弯管出口处及下游2D范围内,流速模型的变化过程是进口变化的反过程。
弯管在45°截面各质点流速分布如图1所示。
图1弯管在45°截面各质点流速分布
根据质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律,在相同过流截面,各流质点的能量不变,由于各质点流速的变化,就形成了弯管的内外侧压差△P。
这
个压力差在45°截面时达到最大,最稳定。
且450弯管断面的流体平均速度u与压差△P符合平方比例关系,流量愈大,差压愈大。
流体流过弯管时的流量系数与弯管的几何结构尺寸(弯曲半径R和内径D)有密切关系,即流量系数a=f(R.D)因此当弯管传感器的几何结构尺寸确定之后,只要测取弯管45°截面的内、
外侧压差^P和流体的密度p就可以确定流体的平均流速u。
2、数学表达式
其中:
a(R.D):
流量系数
△P:
45°截面内、外侧压差
D:
弯管内径
R:
弯管弯曲半径
P:
流体密度
根据管道流体流速u与流量Q的关系就可以得到以下流量计算公式:
Q=Tt/4D2U.3.6Pt/h
三、测量系统的组成
弯管流量计的基本组成除弯管传感器和主机外,还需要配置差压变送器、压
力变送器和温度变送器,
1、差压变送器是用来检测弯管传感器产生的差压值,因此它是弯管流量计测量系统必不可少的配件。
2、系统是否配置压力和温度变送器,要根据具体的测量对象来决定,对于测量蒸汽或其它气体介质的系统,原则上必须配置温度和压力变送器,以便能对蒸汽或气体进行必要的实时温、压补偿。
见图2
图2弯管流量计数学模型的框架结构
四、测量系统优点
1、传感器结构简单
弯管传感器利用管道系统弯头作检测元件,无附加压损及专门安装节流元件是其优点,弯管取压口开在45o处,取压口结构与标准孔板相同,两个平面内的两个取压口对准,使其能处于同一条直线上,如图3,
图3弯管流量传感器
2、免维护的流量传感器
弯管流量计在工作中不会磨损;在高速流体冲击下不会变形、扭曲、震动;对于环境中可能出现的震动、粉尘、潮湿、电磁场干扰不敏感;经过长周期运行
它的稳定性、灵敏度、准确性不会发生明显变化;能在最大程度上防止传感器被粘污、结疤、堵塞等等。
保证了流量计长期高精度测量的工作状态。
而孔板流量计的节流口对微量磨损就十分敏感。
规程规定,计量用孔板流量计的孔板每年必须进行一次或一次以上的强制性磨损检查,才能保证孔板流量计准确计量。
对于
那些大管径的孔板和蒸汽孔板,具拆装难度之大,维修费用之高,给使用者带来了额外的负担。
弯管传感器因耐磨损、免维护、长周期高精度运行的特点,可满足直接焊接安装的技术条件,焊接法安装解决了流量测量装置现场跑、冒、滴、漏等令人头痛的问题。
孔板流量计的工作原理及适用范围
JY-LGB孔板流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置,可测量气体、蒸汽、液体及天然气的流量,广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。
孔板流量计适用范围
1.公称直径:
15mm 2.公称压力: PN<10MPa 3.工作温度: —50C 4.量程比: 1: 10,1: 15 5.精度: 0.5级,1级 一.孔板流量计概述 节流装置又称为差压式流量计,是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成广泛应用于气体.蒸汽和液体的流量测量.具有结构简单,维修方便,性能稳定,使用可靠等特点. 孔板节流装置是标准节流件可不需标定直接依照国家标准生产,1.国家 标准GB2624-81毓量测量节流装置白设计安装和使用>;2.国际标准ISO5167本I际标准组织规定的各种节流装置>3.化工部标准GJ516-87-HK06二.孔板流量计外形 .孔板流量计工作原理 四.孔板流量计结构节流装置组成 1.节流件: 标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、1/4圆孔板、双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、锥形入口孔板等 2.取压装置: 环室、取压法兰、夹持环、导压管等 3.连接法兰(国家标准、各种标准及其它设计部门的法兰)、紧固件。 4.测量管 节流装置适用范围及有关技术指标 节流件名称 适用管道 (DNmm) 适用直径比B (d/D) 应用特点 流出系数不 确定度Ec% 设计标准 角接取压标准孔板 环室式 50-500 50-500 0.2-0.75 0.2-0.75 适用于清洁介质其中GD结构适合高温高压条件下流量的测量 0.6-0.75% ISO5167 GB/T2624—93 夹紧环式 50-500 0.2-0.75 易于清除污物,可用于不太清洁流体流 量的测量 斜钻孔式 450-1000 (3000) 0.2-0.75 法兰取压标准孔板 50-1000 0.2-0.75 易于清除污物,适用于各种介质 0.6-0.75% ISO5167 GB/T2624—93 径距取压标准孔板 50-1000 0.2-0.75 角接取压标准喷嘴 (ISA1932喷嘴) 50-500 0.3-0.8 压损小,寿命长,尤其适用于蒸汽流量 测量 0.8-1.2% ISO5167 GB/T2624—93 长径喷嘴 50-630 0.2-0.8 压损小寿命长,LGP型长径喷嘴组件适 合高参数水和蒸汽 流量测量 2.0% ISO5167 GB/T2624—93 机械加工式 100-800 0.2-0.8 压力损失小,所需直管段小于孔板、喷嘴 1.0% ISO5167 GB/T2624—93 经典文 丘利管 粗焊铁板式 200-1200 (2000) 0.4-0.7 1.5% 文丘利喷嘴 65-500 0.316-0.77 同上 1.2-1.75% ISO5167 GB/T2624—93 1/4圆孔板 25-150 0.245-0.6 适用于低雷诺数 2.0-2.5% DINBS 锥形入口孔板 25-250 0.1-0.316 同上 2.0% BS 圆缺孔板 50-1500 0.32-0.8 适用于赃污,有气泡析出或含有固体微 粒的流体测量。 1.5% DIN 偏心孔板 100-1000 0.46-0.84 1-2% ASME 小孔板 12.5-40 0.2-0.75 适用于小管道流量测量 0.75% ASME 透镜式孔板 12.5-150 0.2-0.75 适用于高压常温小管道流量测量 0.6-0.75% ISO5167ASME 端头孔板 大于等于15 0.2-0.62 1.5-2.0% 双重孔板 25-400 0.2-0.8 适用于大流量测量 限流孔板 名称 型号 取压方式 公称管径 (mm 公称压力 (MPa 执行标准(结构) 标准孔板 JY-LGB 角接(环室取压) 50〜400 小于10 GB2624K07(兰化)DG JY-LGB-Z 角接(钻孔取压) 400〜2000 小于1.6 JY-LGB 环室(八槽) 50〜400 小于32 流量测量手册 JY-LGB 环室(无法兰焊接式) 50〜275 小于28.22 流量测量手册DG0711- 0718 JY-LGB-F 法兰取压 50〜800 小于2.5 GB2624K06(兰化) JY-LGB-F 法兰取压 50〜400 4.0〜40 GB2624K06(兰化)石化 JY-LGB-J 径距取压 50〜760 小于10 GB2624 LGP 角接(环室取压) 50〜400 小于10 GB2624 流量测量手册 LGP-Z 角接(钻孔取压) 400〜500 小于1.6 LGP 环室(八槽) 50〜300 小于32 流量测量手册 LGP 环室(高压透镜垫式) 15〜150 小于32 标准喷咀 LGP 环室(无法兰焊接式) 175〜350 小于17.36 DG0702〜0710 长径喷咀 LGC-J 径距取压 50〜630 小于16 GB2624 1/4圆孔板 LGH 角接取压 50〜260 小于10 GB2624 流量测量手册 LGH-F 法兰取压 50〜200 小于6.4 文丘里喷咀 LGL 角接取压 65〜500 小于2.5 文丘里管 双文丘里管 LGW LGW-S 特殊取压 特殊取压 50〜1200 小于1000 小于2.5 小于0.6 小管径孔板 LGX 角接取压 12〜40 小于6.4 K07(兰化) LGX-F 法兰取压 12〜40 小于6.4 企业标准 高压透镜垫 LGT 角接取压 50〜150 小于32 流量测量手册 圆缺孔板 LGQ 角接(环室取压) 100〜400 小于1.6 LGQ-Z 角接(钻孔取压) 400〜1000 小于1.6 LGQ-F 法兰取压 100〜350 小于6.4 双重孔板 LGS 角接取压 100〜400 小于6.4 偏心孔板 LGN 角接取压 100〜1000 小于6.4 限流孔板 LG-XL 10〜300 小于6.4 企业标准 锥形入口孔板 LGR 角接取压 25〜1000 小于10 GB2624 机翼测风装置 LJY 特殊取压 少于1000 小于0.6 企业标准 插入式流量计 基本信息 按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为: 容积式流量计、差压式流 量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计。 工作原理 插入式流量计工作原理是基于法拉第电磁感应定律。 在电磁流量计中,测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆,上下两端的两个电磁线圈产生恒定磁场。 当有导电介质流过时,则会产生感应电压。 管道 内部的两个电极测量产生的感应电压。 测量管道通过不导电的内衬(橡胶,特氟隆等)实现与流体和测量电极的电磁隔离。 性能特点 •低频三值矩形波恒流励磁,不受工频及现场各种杂散干扰的影响,工作十分稳定可靠。 •采用非均匀磁场的新技术及特殊的磁蹈结构,磁场稳定可,而且大大的缩小了体积,减轻了重量,使流量计具有小型轻量化的特点. •采用专门的电子线路,具有空管自动复零的功能。 •在现场可根据用户实际需要在线修改量程。 •无可动部件,无阻流部件.测量中几乎无附加压力损失。 •测量结果与流速分布、液体压力、温度、密度、粘度等物理参数无关. •使用方便,安装后只需接上电源,不需其它任何操作,即可输出标准信号,便于非专业人员使用. 主要应用 发电及热电联产、供热行业;航空、航天、造船、核能及兵器行业;机械、冶金、煤矿及汽车制造行业;石油、化工行业;医药、食品及烟洒制造行业;森工、农垦及轻工行业等。 插入式涡街流量计工作原理 插入式涡街流量计是插入式流量计的一种。 按结构形式和特点把插入式流量计分为点流速型和径流速型两大类,插入式涡街流量计属于点流速型插入式流量计。 根据涡街流量计的测量管径,满管式涡街流量计测量管径大多在300mm以下测量管径大于300mm的涡街流量计,由于仪表系数较低,体积大和安装工作量大等问题,使用满管式涡街流量计已不合适。 插入式涡街流量计则是适用于大口径流量测量的仪表,他是涡街流量计产品系列的延伸。 插入式涡街流量计工作原理: 插入式涡街流量计是把小管径涡街流量计的检测器做成测量头,通过插入式机 构,把该测量头安装到被测大管道横截面上的特定部位(平均流速点或最大流速点),测量该处的局部(点)流速,再根据管道内流速分布、仪表与管道的几何参数等推算出管道的流量值,其流量计公式为qv=f/k 式中qv工作状态下的体积流量,m3/S f-----涡街流量计输出信号频率,Hz K-----插入式涡街流量计仪表系数,m-3
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