v形錐流量計的工作原理

1、綜述

v形錐流量計是一種新型的可精確測量各種雷諾數(shù)的高精度流量計，可滿足各種介質(zhì)的應(yīng)用條件要求其操作原理同其它各種類型的差壓原理相同，都是基于密封管道中的能量守恒定理，v形錐流量計由于具有****的設(shè)計結(jié)構(gòu)，因而性能更優(yōu)。

 

v形錐流量計是在管道中心處懸掛一錐形節(jié)流件，錐形件阻礙介質(zhì)的流動，重塑流速曲線，在錐形性的下游可立即形成低壓區(qū)，管道上游的正壓同經(jīng)節(jié)流件節(jié)流后的下游的負壓之間有一差壓，將正、負壓用取壓口取出，正壓口位于管道的上游，負壓口位于椎體的末端，通過測量兩者之間差壓，根據(jù)伯努利方程即可計算出管道中的流量，椎體位于管線中心，可對所測介質(zhì)的流速曲線進行優(yōu)化，因此測量精度高，對儀表上、下游的直管段要求低。

 

v形錐流量計可測量各種工況（溫度和壓力）條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相（濕氣、液相質(zhì)量比≤5%）、粉末、高粘度、高流速、臟污、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振動、電磁干擾等介質(zhì)的流量。流體的條件可從深低溫到超臨界狀態(tài)。工作溫度*高850℃，*大壓力42.0MPa。若用特殊結(jié)構(gòu)材質(zhì)，溫度壓力還可以更高。可測量*高雷諾數(shù)500萬，*低雷諾數(shù)8000甚至更低。產(chǎn)生滿刻度差壓信號從*低小于0.1千帕到*高幾十千帕。

 

法蘭取壓型v形錐流量計（VF），采用實心椎體截流體，并在管壁用法蘭取壓，配上遠傳差壓變送器，可有效防止取壓口的堵塞，適合于含有固體顆粒粉塵介質(zhì)、高粘度液體及臟污介質(zhì)。

 

2、工作原理

v形錐流量計是一種差壓型的流量儀表。以差壓原理設(shè)計的流量儀表已經(jīng)有了一百多年的應(yīng)用歷史了，差壓型流量計是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理，也就是說對于穩(wěn)定流體，管道壓力與管道中的介質(zhì)流速的平方根成反比：速度增加壓力會下降，當(dāng)介質(zhì)接近椎體時，其壓力為P1，在介質(zhì)通過椎體的節(jié)流區(qū)時，速度會增加壓力會降低為P2，如圖1所示，P1和P2都通過v形錐流量計的取壓口引到后接差壓變送器上，流速發(fā)生變化時，v形錐流量計的兩個取壓口之間的差壓值會增大或縮小。當(dāng)流速相同時，若節(jié)流面積大，則產(chǎn)生的差壓值也大，β值等于錐體的節(jié)流面積除以管道內(nèi)徑的截面積（可換算成兩者之間的直徑比）。

 

3、主要計算公式：

錐體的外形是通過多年的連續(xù)試驗、評估和改進后得出的，是此類流量計的*佳外形。能在不同的工況中使用。我們可以借助管道流速曲線來理解v形錐流量計的性能。如果介質(zhì)通過一個很長的管道，而且在管道中沒有受到任何阻礙和干擾，那它的流速分布將很均勻。靠近管壁的流速幾乎為零，而管道中心的流速將達到*大。（如圖2）當(dāng)我們將錐體懸掛在管線中心時，錐體將直接同流體的高速區(qū)接角，迫使高速區(qū)的流體同近管壁低速區(qū)的流體混合從而使流速均勻化，這樣測出流體的流速更加準(zhǔn)確。

在現(xiàn)實工況中，流速是很難分布均勻的，很多情況都會造成流體分布的不均勻。管道上的任何變化都可能對流體造成影響：如彎頭、閥門、縮徑、擴徑、泵、三通等等。而v形錐流量計利用錐體對流速分布曲線進行重新塑造（如圖3），經(jīng)過錐體“整流”后的流體分布趨于均勻，可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度。這樣使得v形錐流量計的應(yīng)用范圍更加寬闊。

上游干擾造成流速曲線不規(guī)格