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氣體流量計(jì)選型

摘要:對(duì)于傳統(tǒng)的差壓式流量計(jì),特別是以孔板為代表的節(jié)流式的差壓流量計(jì),對(duì)其前后的直管段都有嚴(yán)格的要求,這是因?yàn)榱黧w在管道中輸送時(shí),往往要流經(jīng)各種閥門,彎頭、三通等阻流件,流體通過這些阻流件時(shí),會(huì)產(chǎn)生各種擾動(dòng),對(duì)流量計(jì)的精度,甚至正常使用都帶來(lái)影響。為滿足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)氣體的流量準(zhǔn)確測(cè)量的需要,并可以有效控制氣體流速,需要設(shè)計(jì)氣體流量檢測(cè)系統(tǒng),這是確保生產(chǎn)安全高效運(yùn)行的前提條件,同時(shí)也是確保企業(yè)效益,實(shí)現(xiàn)管理科學(xué)性保障的基礎(chǔ)。流量測(cè)量是氣體貿(mào)易測(cè)算中不可缺少的必要環(huán)節(jié),必須通過雙方認(rèn)可的檢測(cè)精度,才能保證交易的公平合理。
 
流量參數(shù)是工藝過程控制中一個(gè)十分重要的控制變量,特別是在化工等物料反應(yīng)性工藝系統(tǒng)中,流量參數(shù)的控制特別是某些精確流量控制對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和資源的高效利用都有著*其重要的意義。這其中對(duì)氣體流量的測(cè)量一直是一個(gè)難題,由于氣體介質(zhì)的可壓縮性,一定體積下氣體的密度受溫度和壓力的影響比較大,這些都決定了他的流量測(cè)量要比液體介質(zhì)更加復(fù)雜。
 
1、常用氣體流量計(jì)選型
1.1 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流差壓式流量計(jì)
基于流體連續(xù)性原理和流體力學(xué)能量守衡原理,遵從伯努利定律進(jìn)行流體體積流量測(cè)量。對(duì)于傳統(tǒng)的差壓式流量計(jì),特別是以孔板為代表的節(jié)流式的差壓流量計(jì),對(duì)其前后的直管段都有嚴(yán)格的要求,這是因?yàn)榱黧w在管道中輸送時(shí),往往要流經(jīng)各種閥門,彎頭、三通等阻流件,流體通過這些阻流件時(shí),會(huì)產(chǎn)生各種擾動(dòng),對(duì)流量計(jì)的精度,甚至正常使用都帶來(lái)影響。對(duì)其本身而言,節(jié)流前后存在較大的壓力損失,造成一定量能源浪費(fèi)。
平衡式流量計(jì)屬于*三代的節(jié)流裝置式流量計(jì),其測(cè)量原理與孔板等傳統(tǒng)差壓流量計(jì)一樣,其與孔板流量計(jì)相比只是從單孔變?yōu)榱硕嗫祝嗫椎慕Y(jié)構(gòu)構(gòu)造使得其不僅能夠起到原有節(jié)流作用而產(chǎn)生差壓的功能,更重要的是起到了很好的整流流體的作用,其所產(chǎn)生的差壓更加的穩(wěn)定,流體恢復(fù)性*強(qiáng),可*大地提高測(cè)量精度。如下圖。
平衡流量計(jì)測(cè)量精度高,相比孔板流量計(jì)使精確度比傳統(tǒng)節(jié)流裝置提升了 5 到 10 倍,非常高可達(dá)±0.3%。由于其多孔的結(jié)構(gòu),對(duì)流體起到整流作用,大大降低了對(duì)節(jié)流前后直管段的要求。多孔對(duì)稱的平衡式設(shè)計(jì),多個(gè)流通孔分散受力,孔上無(wú)銳角磨損,減少了紊流剪切力和渦流的形成,降低了動(dòng)能的損失。
 
1.2 渦街流量計(jì)
旋渦分離的頻率 f 與阻擋物側(cè)面的流速 V 成正比,與阻擋物的迎流面寬度 d 成反比,遵從下列公式: f = St V/d 其中 St為 Strouhal 斯特勞哈爾數(shù),雷諾數(shù)在一定區(qū)段范圍內(nèi) St 是常數(shù)。由壓電元件測(cè)得頻率 f,便可測(cè)得工況流速 V,管道有效截面積 A 已知,進(jìn)而可獲得流體流量。一般情況下,測(cè)量液體是下線流蘇為 0.3~ 0.5m/s 非常大流速應(yīng)不大于 7m/s; 測(cè)量氣體時(shí)下限流速為 3m/s~ 5m/s,非常大流速應(yīng)不大于 60m/s。渦街流量計(jì)是對(duì)流暢畸變、旋轉(zhuǎn)流等較敏感的流量計(jì),它不適用于低雷諾數(shù)測(cè)量,一定情況下,采用雙發(fā)生體的渦街流量計(jì)可以測(cè)量雷諾數(shù)較低的流體。
 
1.3 均速管流量計(jì)
流量參數(shù)是工藝過程控制中一個(gè)十分重要的控制變量,特別是在化工等物料反應(yīng)性工藝系統(tǒng)中,流量參數(shù)的控制特別是某些精確流量控制對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和資源的高效利用都有著*其重要的意義。這其中對(duì)氣體流量的測(cè)量一直是一個(gè)難題,由于氣體介質(zhì)的可壓縮性,一定體積下氣體的密度受溫度和壓力的影響比較大,這些都決定了他的流量測(cè)量要比液體介質(zhì)更加復(fù)雜。均速管流量計(jì)測(cè)量元件通常是一根棒材,內(nèi)有兩條好立的孔道,垂直插入管道,在正對(duì)于管道中心軸線前后各開有好立的取壓孔。當(dāng)流體流過時(shí)就會(huì)在探頭前面產(chǎn)生一個(gè)高壓區(qū),而在后面產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū),壓力通過取壓孔進(jìn)入變送器,通過傳感器在流體中所產(chǎn)生的差壓進(jìn)行流量計(jì)算。均速管流量計(jì)外形決定其流體壓力損失很小,永久壓力損失僅是標(biāo)準(zhǔn)孔板的 5%以下,均速管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維護(hù)比較方便。均速管可以反映流體實(shí)時(shí)真實(shí)的流速。
 
2 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,氣體流量計(jì)選型是一個(gè)*其復(fù)雜的問題,幾種常用流量計(jì)對(duì)比可知,針對(duì)氣體介質(zhì)多變的物理特性,氣體流量計(jì)的選型需要綜合考慮工藝工況條件、控制精度要求和實(shí)際運(yùn)行環(huán)境等,選擇測(cè)量技術(shù)非常適宜、運(yùn)行非常可靠同時(shí)經(jīng)濟(jì)性又非常高的流量計(jì)。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)優(yōu)先以傳統(tǒng)性流量計(jì)為先,如多孔孔板,勻速管等,輔以配置能保證或進(jìn)一步提高測(cè)量精度的措施。

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