淺談平衡流量計(jì)

王超

摘要：多孔平衡流量計(jì)是一種新型流量計(jì)，近年來被廣泛應(yīng)用，同孔板流量計(jì)相比，有很多優(yōu)點(diǎn)，其原理簡單，測量精度高，范圍寬、直管段要求短，穩(wěn)定性好和選型方便等特點(diǎn)，受到廣大用戶的青睞。

關(guān)鍵詞：多孔平衡，孔板，差壓，直管段

Abstract: the porous balance flowmeter is a new type of flowmeter, in recent years is widely used, compared with orifice flowmeter, has a lot of advantages, its principle is simple, high accuracy, wide range, short straight sections of requirements, good stability and selection is convenient wait for a characteristic, well received by the customers.

Keywords: porous balance, orifice plate, differential pressure, straight section

中圖分類號：O642.4+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

一、概 述

多孔平衡流量計(jì)采用了對稱多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),是近幾年發(fā)展起來的差壓式流量計(jì)之一。多孔平衡流量計(jì)除具有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置簡單、可靠、安全、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)之外，還具有精度高、直管段要求低、量程比寬、永久壓損小等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)還克服了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的雜物滯留、堵塞和邊緣易磨損、維護(hù)和檢定成本高等缺點(diǎn)，具有廣闊的發(fā)展前景。

二、測量原理

多孔平衡流量計(jì)遵循流體力學(xué)定律和伯努利方程，流量計(jì)流出系數(shù)、傳感器多孔孔徑位置、形狀設(shè)計(jì)和開孔數(shù)量通過獨(dú)特的研發(fā)數(shù)據(jù)演算，并對各種工況進(jìn)行優(yōu)化，使測量精度、重復(fù)性、量程比、永久壓損等綜合指標(biāo)達(dá)到最佳，成為目前比較先進(jìn)的差壓式流量計(jì)。

多孔整流器標(biāo)準(zhǔn)孔板多孔平衡節(jié)流件

多孔平衡流量計(jì)結(jié)合了多孔整流器和標(biāo)準(zhǔn)孔板的測量原理，在節(jié)流板中心一個(gè)圓孔的基礎(chǔ)上，對稱分布數(shù)量不等的圓孔。當(dāng)介質(zhì)流過圓孔時(shí)，流體被平衡調(diào)整，渦流被最小化，形成近似理想流體，通過取壓裝置和變送器，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，根據(jù)伯努利方程計(jì)算出流體的流量。

公式：

Q=KY

式中：

Q ：介質(zhì)流量(m3/h)

K ：儀表系數(shù)

Y ：膨脹系數(shù)

△P：差壓值(Pa)

ρ：介質(zhì)工況密度(Kg/m3)

多孔平衡流量計(jì)實(shí)現(xiàn)了流場平衡，整流達(dá)到最佳的效果，充分滿足流體力學(xué)定律對流體測量的要求，將死區(qū)效應(yīng)降到最低。節(jié)流件前后產(chǎn)生的渦流大大降低，顯著提高了測量精度，無需很長的直管段整流，永久壓力損失由于渦流減少降低到傳統(tǒng)節(jié)流裝置的約1/3，量程比擴(kuò)展到10：1，雜物滯留現(xiàn)象基本消除，不易磨損大大提高了產(chǎn)品使用壽命。

三、特 點(diǎn)

3.1 測量精度高

多孔平衡流量計(jì)對稱多孔設(shè)計(jì)，使流場達(dá)到平衡，能基本消除僅一個(gè)孔節(jié)流帶來的死區(qū)效應(yīng)，取壓區(qū)域渦流大大降低，取壓口拾取的差壓信號信噪比大大提高；振動(dòng)降低，穩(wěn)定性提高，傳感器檢測精度大大提高，可達(dá)到0.5%精度。

3.2 直管段要求短

多孔平衡流量計(jì)對稱多孔設(shè)計(jì)，能將流場快速整流成近似理想體，無需過多的直管段整流。同其它類型的差壓流量計(jì)相比，對前、后直管段的要求小，安裝時(shí)前直管段要求為1-3D，后直管段要求為0.5-1D。

3.3 永久壓損小

多孔平衡流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無死區(qū)效應(yīng)，在相同的差壓值情況下，能將標(biāo)準(zhǔn)孔板因死區(qū)渦流帶來永久壓力損失降低2-3 倍，可以大量節(jié)省裝置運(yùn)行過程中的流體輸送能源（如圖）。

P1：多孔平衡流量計(jì) P2：標(biāo)準(zhǔn)孔板

3.4 測量范圍寬

多孔平衡流量計(jì)突破標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的測量局限，可以根據(jù)流體特性進(jìn)行靈活多變的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。配一個(gè)變送器時(shí)量程比達(dá)到10:1（傳感器最高可達(dá)30:1），雷諾數(shù)拓寬為200～10000000，高流速度段節(jié)流特性更佳。

3.5 穩(wěn)定性好

多孔平衡流量計(jì)在下游形成的渦流小，從而信號穩(wěn)定性好。其它類型的節(jié)流裝置在節(jié)流件后形成的渦流較長，產(chǎn)生高幅、低頻波動(dòng)信號，這些信號會(huì)對差壓變送器的數(shù)值造成干擾。

3.6 可測量臟污介質(zhì)

多孔平衡流量計(jì)的平衡設(shè)計(jì)，減少了紊流剪切力和渦流的形成，從而大大降低了滯留死區(qū)的現(xiàn)象，保證臟污介質(zhì)可以順利通過多個(gè)孔，減小了流體孔被堵塞的機(jī)會(huì)。

3.7 雙向流檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

多孔平衡流量計(jì)可以進(jìn)行氣液兩相、漿料、含少量固體顆粒介質(zhì)的測量。結(jié)構(gòu)上采用雙向直孔，左右完全對稱，可方便的測量雙向流（如圖）。節(jié)流件厚度突破了標(biāo)準(zhǔn)孔板的限制，比標(biāo)準(zhǔn)孔板結(jié)構(gòu)更安全，使用壽命更長。

標(biāo)準(zhǔn)孔板 多孔平衡節(jié)流件

3.8 節(jié)能型設(shè)計(jì)

多孔平衡流量計(jì)是一種節(jié)能型差壓式流量計(jì)，具體體現(xiàn)為：

a、由于測量精度高，所以可做計(jì)量使用，從而節(jié)約了因計(jì)量不準(zhǔn)確而造成的貿(mào)易結(jié)算損失；

b、由于壓力損失小，所以節(jié)約了介質(zhì)在輸送過程中的能量，從而大大節(jié)約了成本；

c、直管段要求短，節(jié)省了工藝管道材料和施工費(fèi)用；

d、長期穩(wěn)定性運(yùn)行，無邊緣磨損，延長了檢定周期，節(jié)約了檢定費(fèi)用。

四、分類

多孔平衡流量計(jì)一般分為夾持式、法蘭式、焊接式，可根據(jù)具體情況采用不同的連接方式。多孔平衡流量計(jì)安裝、使用、維護(hù)方便簡單、安全可靠，廣泛應(yīng)用在各種液體、氣體、蒸汽氣液混合介質(zhì)、雙向流介質(zhì)的流量測量?？趶椒秶螅瑥腄N15-DN3000不等，介質(zhì)工作溫度可達(dá)600℃，精度達(dá)±0.5%

五、結(jié)束語

平衡流量計(jì)對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進(jìn)行了極大的改進(jìn)，具有平衡整流的顯著特征。傳統(tǒng)節(jié)流裝置只有一個(gè)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(jì)有多個(gè)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(jì)的優(yōu)勢發(fā)揮的淋漓盡致。平衡流量計(jì)幾乎適用于所有流體測量，是流體測量技術(shù)的一場革命，目前平衡流量計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到石油、化工、冶金、電力、天然氣、水處理等行業(yè)。

參考文獻(xiàn)

1、馬太義；王棟；張炳東；林宗虎；多孔板流量測量的試驗(yàn)研究；核動(dòng)力工程；2010年02期

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。