平衡流量計的對稱平衡設計,減少了渦流的形成和紊流摩擦,降低了動能的損失。為增進大家對平衡流量計的認識,本文將對平衡流量計的原理以及平衡流量計的特點予以介紹。如果你對平衡流量計具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、平衡測量原理及其應用
平衡流量計是基于等雷諾數(shù)和動量平衡原理的一種差壓式流量計,具有多孔對稱的結構,是美國NASA針對航天飛機的主發(fā)動機原料液氧測量而設計發(fā)明的。其具有一個中心孔和1~2圈對稱的邊緣孔,邊緣孔的設計基于等雷諾數(shù)或動量平衡,通過獨特的算法進行設計,是繼標準孔板之后的差壓式流量計的一個革新型的產(chǎn)品。
多孔的設計使得在節(jié)流的同時具有整流的效果,減少了節(jié)流裝置對直管段的需求,同時減少了流動渦流和噪聲,也使得流通性能更好、壓損更低、信號更穩(wěn)定。
平衡流量計孔的加工具有2種方式,常規(guī)采用等雷諾數(shù)設計的直角切割方式,這是最常規(guī)的設計方式。在直角切割基礎上升級的產(chǎn)品加工方式為等雷諾數(shù)設計的圓弧入口加工方式,該方式具有更好的流通特性,適用于高雷諾數(shù)的測量場合,具有更好的強度、耐磨穩(wěn)定性和使用壽命。
平衡流量計,工業(yè)生產(chǎn)中的應用比較特殊,過去常用的就是節(jié)流裝置,但由于節(jié)流裝置存在著某種程度上的一些缺陷,比如:精度不高,比如在生產(chǎn)工藝上面的要求,計算方式,等等,所以現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中常用的就流量計較多一些。
這只是把平衡流量計對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進行了極大的改進,并非說用平衡流量計就能完全取代節(jié)流裝置,改進與升級后的產(chǎn)品具有平衡整流等特征,因為,節(jié)流裝置他只有一個流通孔徑,節(jié)流后使流體失去了理想狀態(tài);而平衡流量計有多個函數(shù)孔徑,能最大限度地把流場平衡整流成理想流體,從而將差壓式流量計的優(yōu)勢發(fā)揮的淋漓盡致
現(xiàn)在常用的平衡流量計,幾乎適用于所有工業(yè)現(xiàn)場的流體測量,是流體測量技術的一場革命,平衡流量計已經(jīng)廣泛應用到,自動化工程,控制現(xiàn)場,石油石化、冶金冶煉、火力發(fā)電、天然氣、水處理等行業(yè).
二、平衡流量計的特點
1、永久壓損:圖2是標準孔板和平衡流量計壓力恢復的比較。從圖可見,平衡流量計的永久壓損是標準孔板永久壓損的二分之一到三分之一。低差壓有利于降低噪聲,因此,平衡流量計的噪聲比標準孔板要小得多。
2、應用流體的極端條件:平衡流量計沒有可動部件,選用合適的材料,可適用于極高溫度(例如,航天工業(yè)應用的高溫燃料的溫度可達6000℉,約3300℃);應用于極低的溫度(極端的低溫可達-465℉,約-276℃);高壓(約7000psia,約48MPa)和極端的流體流速(雷諾數(shù)大于107)。它也適用于有振動、兩相流體、壓損接近零的低速流體等流量的檢測。
3、平衡:在流量計平板上的多孔,其位置和大小是由惟一的方程組確定,使質(zhì)量流量、體積流量、動能或動量在節(jié)流裝置的兩側是平衡的。而標準孔板由于流體形成渦流,使動量和動能的修正無法進行,因此,孔板節(jié)流裝置兩側的動量和動能等不能平衡。一些平衡流量計的仿制產(chǎn)品不能滿足精度等質(zhì)量指標的主要原因是沒有實現(xiàn)平衡關系式。
4、直管段:由于平衡流量計集多孔孔板和整流器的功能于一體,因此,其直管段要求大大降低。一些極端的應用場合,例如,截止閥時,上游側直管段長度僅5D,下游側直管段長度僅3D。一般應用時,上游側直管段長度為1D~3D,下游側直管段長度為1D。直管段的縮短,極大地有利于工藝配管,也有利于降低成本和節(jié)能。
5、精度:采用精確的計算,可對動量、動能和溫度等影響進行修正,使平衡流量計的精度大大提高。一般應用場合,測量范圍10:1時,其精度為±0.5%,測量范圍3:1時,精度可達±0.3%。如果,串聯(lián)非線性補償環(huán)節(jié),其精度可提高更多。
6、流出系數(shù):正常工況下,標準孔板流出系數(shù)為0.61,而平衡流量計流出系數(shù)為0.89,接近文丘利管。根據(jù)流出系數(shù)的計算公式,流出系數(shù)大,有利于降低差壓和永久壓損。
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