V錐流量計(jì)的原理特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用舉例

V錐形流量計(jì)是一種新型的差壓流量計(jì)，是利用V錐體在流場(chǎng)中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)，通過(guò)檢測(cè)上下游壓差來(lái)測(cè)量流量。與普通節(jié)流件相比，它改變了節(jié)流布局，從中心孔節(jié)流改為環(huán)狀節(jié)流。其測(cè)量原理與其他差壓流量計(jì)基本相同，但是由于V錐的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使得它并沒(méi)有其他差壓流量計(jì)有的一些劣勢(shì)，下面就對(duì)這種流量計(jì)特點(diǎn)及其應(yīng)用作一下具體介紹。

一、V錐形流量計(jì)的測(cè)量原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　 V錐是一種差壓式流量計(jì)，與其他差壓流量計(jì)一樣，都是基于密閉管道中能量相互轉(zhuǎn)化的伯努利定律，即在穩(wěn)定流場(chǎng)情況下，管道中的流速與差壓的平方根成正比。這種測(cè)量原理因?yàn)閼?yīng)用比較廣泛，本文將不作詳細(xì)介紹。
　　 V錐流量計(jì)它是通過(guò)在管線中心懸掛一個(gè)錐形體來(lái)節(jié)流。由于在管道中，理想流場(chǎng)的流速分布為：在管壁處流速接近零，愈靠近管線中心流速愈大，在管線中心流速最大（因?yàn)楣鼙谀Σ亮p小了流過(guò)管壁的流體的速度）。所以當(dāng)流體流過(guò)V錐流量計(jì)時(shí)，錐體直接和流體高速中心部分相互作用，迫使高速的中心與接近管壁的低速流體均勻化，從而產(chǎn)生正確的差壓，這在低流速測(cè)量時(shí)更為有用。而其他中心開(kāi)孔的差壓流量計(jì)（如孔板）由于沒(méi)有這種作用，從而不能測(cè)量過(guò)低流速（雷諾數(shù)過(guò)小）的流體。
　　所有差壓流量測(cè)量都是基于理想的流體狀態(tài)，但是由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的千差萬(wàn)別，這種理想狀態(tài)極少存在，任何管道安裝上的變化，如彎頭、閥門、縮徑、擴(kuò)徑、泵、三通等都會(huì)破壞理想流場(chǎng)，因而一般流量計(jì)很難在擾動(dòng)的流場(chǎng)中取得精確的測(cè)量值。而V錐克服了這些缺點(diǎn)，由于其獨(dú)特設(shè)計(jì)，錐體的形狀及位置的作用重新安排了上游的流速分布而使得流場(chǎng)理想化，從而取得精確的測(cè)量值。實(shí)踐表明，在極惡劣的安裝條件下（如緊鄰錐體上游有兩個(gè)在不同平面上的彎頭），V形錐體也能使流體速度分布變得平坦和對(duì)稱，從而保證了測(cè)量精度。

二、V錐流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)分析
　　1.量程比寬——由于錐體能使流體流場(chǎng)均勻化，因此比一般差壓流量計(jì)可測(cè)流速低，即量程下限比一般差壓流量計(jì)低，所以量程可向下擴(kuò)展，量程比可為15:1，雷諾數(shù)低至8000仍可保持信號(hào)的線形。
　　2.壽命長(zhǎng)——流體流經(jīng)錐體無(wú)突然的波動(dòng)，而是沿著錐形體成了一個(gè)邊界層，并引導(dǎo)流體離開(kāi)錐體的后角，這使得錐體夾角不受不潔流體的磨損，流量系數(shù)β率可長(zhǎng)期不變，并保證長(zhǎng)期精確測(cè)量.因此流量計(jì)可在臟污場(chǎng)合長(zhǎng)期使用，不需定期維護(hù)保養(yǎng)和周期性檢定（當(dāng)然二次表的定期維護(hù)和檢定還是必須的）。
　　3.壓損小——永久性壓損比孔板低，與文丘里接近。
　　4.信號(hào)穩(wěn)定——由于節(jié)流元件產(chǎn)生差壓時(shí)，同樣導(dǎo)致了元件后渦流，所以每種差壓儀表都有信號(hào)波動(dòng)，既便流體是穩(wěn)定的。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)孔板，由于產(chǎn)生的渦流較長(zhǎng)，導(dǎo)致了低頻大幅度的信號(hào)波動(dòng)，嚴(yán)重干擾了差壓讀數(shù)的準(zhǔn)確性，而V錐體后產(chǎn)生的渦流非常短，所以信號(hào)波動(dòng)就為高頻低幅，這使得V錐產(chǎn)生穩(wěn)定的信號(hào)。
　　5.β值范圍寬——V錐獨(dú)特的幾何形狀允許有廣泛的β值范圍，標(biāo)準(zhǔn)的β值為0.45，0.55，0.65，0.75，0.85，并可特定β值以保證用戶特定的差壓輸出。
        6.無(wú)滯留區(qū)——V錐體徹底吹掃式設(shè)計(jì)避免了流體中的殘?jiān)?、凝結(jié)物或顆粒的滯留。
　　7.適用場(chǎng)合廣——可測(cè)臟污介質(zhì)，不會(huì)對(duì)錐體造成損傷?？蓽y(cè)量汽液兩相流（液相不超過(guò)5%）并保證精度。
　　8.管線范圍寬——V錐流量計(jì)有管道式和插入式兩種形式，其尺寸可從1/2”大到72”。

三、V錐流量計(jì)的實(shí)際應(yīng)用舉例
　　例1，某化工廠老裝置中有一根16“管道因改造需要增加一個(gè)流量計(jì)，但管道很短且安裝空間有限，無(wú)法對(duì)管道作大的改動(dòng)，由于加裝流量計(jì)不能影響生產(chǎn)，只能在停車檢修期間進(jìn)行，因此施工時(shí)間也較緊迫。此管道介質(zhì)為急冷水，正常流量2220t/h，溫度85℃，壓力1.06MPa，在此情況下，選用了一臺(tái)V錐流量計(jì)，由于其直管段要求僅前3D后1D，因此滿足了管道短造成的直管段問(wèn)題。投入使用后，該流量計(jì)的情況無(wú)論是精度還是穩(wěn)定性都令用戶相當(dāng)滿意，改造獲得成功。
　　例2，某廠測(cè)量焦?fàn)t煤氣的管道中由于含有雜質(zhì)，因此對(duì)測(cè)量元件的損傷嚴(yán)重，該廠原來(lái)采用標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量，不僅精度不高，而且一年就要更換一塊，對(duì)工藝生產(chǎn)影響很大。該廠也曾更換其他類型的測(cè)量流量計(jì)，但效果都不明顯，后來(lái)該廠換用了V錐流量計(jì)，不僅測(cè)量精度有了提高，也避免了定期維護(hù)保養(yǎng)和周期性檢定。該V錐流量計(jì)使用至今已有幾年，情況依然良好，用戶相當(dāng)滿意，并陸續(xù)更換了其他幾臺(tái)存在相同問(wèn)題的流量計(jì)。雖然看起來(lái)一次投資比孔板多，但是由于使用壽命的延長(zhǎng)，其實(shí)際使用成本并沒(méi)有增加，反而有所下降。

四、V錐流量計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)合推薦

1. 中小管徑氣體；
2. 臟污介質(zhì)；
3. 直管段不足的場(chǎng)合；
4. 對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合。