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內(nèi)文丘里管流量計及應用

時間：2020-07-23 11:31:42 來源：本站點擊：735次

1 引言

差壓式流量計是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸汽流量的最常用的一種流量儀表

。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計

，在整個工業(yè)流量測量領域中

，差壓式流量計占流量儀表總數(shù)的一半左右

。因為結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便成本低等一系列優(yōu)點

，所以由節(jié)流裝置和差壓計組成的節(jié)流式流量計在工業(yè)領域中用的最多

。但由于傳統(tǒng)的差壓流量計的流出系數(shù)不穩(wěn)定，線性差

，重復性不好

，準確度因受諸多因素影響也不高，易被磨損

，壓損較大

，量程比（范圍度）小，現(xiàn)場安裝條件高

，要求的直管段過長等諸多缺陷

，人們對產(chǎn)生差壓的節(jié)流裝置的優(yōu)化改進一直沒有中斷。這種完善、改進工作一直都沒有停止

，并有了很大的飛越

，研制出了一些適應不同流體的節(jié)流裝置，例如：耐磨孔板

、環(huán)形孔板

、V型內(nèi)錐式、MPA

、內(nèi)文丘里管流量計等節(jié)流裝置

。

2　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

（1）測量管（2）特型芯體（6）前圓錐面（7）圓柱面

（3）后支承環(huán)（4）前支承環(huán)（8）后院錐面（9）后支承軸

（5）取壓接頭（10）前支承軸

內(nèi)文丘里管由圓形測量管1和置于測量管內(nèi)的特型芯體2所構(gòu)成（參見圖1和圖2）。特型芯體是一個與測量管同軸的旋轉(zhuǎn)體

，其母線是一假想管壁為無限薄的經(jīng)典截尾文丘里管的管壁軸向截面

，即旋轉(zhuǎn)體的徑向外表面由前段圓錐面6、中段圓柱面7

、尾段圓錐面8三部分構(gòu)成

。特型芯體靠其支撐軸9、10和與測量管同軸的支撐環(huán)3

、4定位

，用制動件壓緊固定（小管徑產(chǎn)品，無前支撐軸

，只用后軸由后支撐軸環(huán)定位固定）

。支撐環(huán)是由具有同軸的內(nèi)環(huán)、外環(huán)和將內(nèi)外環(huán)連成一體的3-4個支撐肋構(gòu)成

。在測量管管壁的特定位置上設有取壓接頭5（或遠傳法蘭取壓接口）

，測量管兩端是用于和現(xiàn)場工藝管道相連接的標準法蘭。

3 測量原理

內(nèi)文丘里管（又稱環(huán)形綴管）

，其基本測量原理與標準孔板相同

，即以能量守恒定律-伯努利方程和流動連續(xù)性方程為基礎的流量測量方法。內(nèi)文丘里管由一圓形測量管和置入測量管內(nèi)并與測量管同軸的特型芯體所構(gòu)成

。

。特型芯體的徑向外表面具有與經(jīng)典文丘里管內(nèi)表面相似的幾何廓形，并與測量管內(nèi)表面之間構(gòu)成一個異徑環(huán)形過流縫隙

。流體流經(jīng)內(nèi)文丘里管的節(jié)流過程同流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管

、環(huán)形孔板的節(jié)流過程基本相似。內(nèi)文丘里管的這種結(jié)構(gòu)特點

，使之在使用過程中不存在類似孔板節(jié)流件的銳緣磨蝕與積污問題

，并能對節(jié)流前管內(nèi)流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對稱速度分布進行有效的流動調(diào)整（整流），從而實現(xiàn)了高準確度與高穩(wěn)定性的流量測量

。

4　性能特點

與孔板等標準節(jié)流件相比

，內(nèi)文丘里管的技術特點集中體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）測量準確度高

，配置高準確度差壓變送器即可實現(xiàn)流量的準確測量。

（2）測量穩(wěn)定性好

，內(nèi)文丘里管節(jié)流部位無銳緣

，也不存在積污條件。因而在使用過程中流出系數(shù)能長期保持恒定

。

（3）測量范圍度寬

，不用二次表軟件修正即可達20∶1以上。

（4）對介質(zhì)適應能力強

，能測量高壓

、低壓流體，高含濕氣體及各種臟污的流體

。

（5）適用雷諾數(shù)范圍寬

，適用雷諾數(shù)下限低于標準節(jié)流體。

（6）對安裝直管段要求低

，上游3D

，下游1D。能有效避免或減少流量測量系統(tǒng)的附加測量不確度

。

（7）壓損小

，測量差壓的1/5左右，節(jié)約能源

。

5　內(nèi)文丘里管流量計的應用

內(nèi)文丘里管的優(yōu)異技術性能

，對解決目前公認的所謂“大流量、低壓力

、高含濕氣體的計量”難題和煤氣

、非潔凈天然氣等臟污流體的計量難題，將會發(fā)揮重要作用

；對于那些目前不得不仍在使用著孔板等傳統(tǒng)差壓式儀表但又非常需要提高測量精度

、改善計量效果的計量場合，內(nèi)文丘里管將成其理想的換代產(chǎn)品

；內(nèi)文丘里管配之以精密型差壓變送器和智能型二次儀表

，能實現(xiàn)長期穩(wěn)定、準確地在線計量

，可以部分地取代振動式質(zhì)量計量計、氣體超聲流量計等高價位流量儀表

。此外

，內(nèi)文丘里管對于現(xiàn)場不具備長的直管段安裝條件，特殊的高溫

、高壓

，強腐蝕性和臟污介質(zhì)以及非單相流的測量等計量場合也都具有獨特的計量優(yōu)勢

。

內(nèi)文丘里管產(chǎn)品自開發(fā)以來，已成功地適用于計量高含濕天然氣

，低壓臟污沼氣

，焦爐煤氣，瓦斯氣

，水蒸氣

、熱水，高溫熱煤油等

，實際應用范圍正在迅速擴大

。

目前內(nèi)文丘里管得準確流出系數(shù)還必須實流標定，這給使用帶來一定的不便

。

參考文獻

[1]龐世強等.內(nèi)文丘里管流量計.儀器儀表學報

，2001（6）.
[2]孫淮清，王建中.流量測量節(jié)流裝置設計手冊.化學工業(yè)出版社

，2005.
[3]梁國偉

，蔡武昌.流量測量技術及儀表.機械工業(yè)出版社，2005.

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