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V锥流量计在现场工况中的特点

谈起差压流量测量，大家都知道孔板、文丘里、流量喷嘴、阿牛巴等等，但是还有一种很好的差压流量测量方法国内应用不是很多，这就是本文要介绍的V锥形流量计。V锥形流量计是一种新型的差压流量计，它是八十年代由美国Mc-Crometer公司推出的，其测量原理与其他差压流量计基本相同，但是由于V锥的独特设计，使得它并没有其他差压流量计有的一些劣势，下面就对这种流量计特点及其应用作一下具体介绍。

　　1 V锥形流量计的测量原理及结构特点

　　 V锥是一种差压式流量计，与其他差压流量计一样，都是基于密闭管道中能量相互转化的伯努利定律，即在稳定流场情况下，管道中的流速与差压的平方根成正比。这种测量原理因为应用比较广泛，本文将不作详细介绍。

　　 V锥流量计它是通过在管线中心悬挂一个锥形体来节流。由于在管道中，理想流场的流速分布为：在管壁处流速接近零，愈靠近管线中心流速愈大，在管线中心流速zui大（因为管壁摩擦力减小了流过管壁的流体的速度）。所以当流体流过V锥流量计时，锥体直接和流体高速中心部分相互作用，迫使高速的中心与接近管壁的低速流体均匀化，从而产生正确的差压，这在低流速测量时更为有用。而其他中心开孔的差压流量计（如孔板）由于没有这种作用，从而不能测量过低流速（雷诺数过小）的流体。

　　所有差压流量测量都是基于理想的流体状态，但是由于现场实际情况的千差万别，这种理想状态极少存在，任何管道安装上的变化，如弯头、阀门、缩径、扩径、泵、三通等都会破坏理想流场，因而一般流量计很难在扰动的流场中取得的测量值。而V锥克服了这些缺点，由于其独特设计，锥体的形状及位置的作用重新安排了上游的流速分布而使得流场理想化，从而取得的测量值。实践表明，在极恶劣的安装条件下（如紧邻锥体上游有两个在不同平面上的弯头），V形锥体也能使流体速度分布变得平坦和对称，从而保证了测量精度。

　　2 V锥流量计的优势分析

　　量程比宽  

　　由于锥体能使流体流场均匀化，因此比一般差压流量计可测流速低，即量程下限比一般差压流量计低，所以量程可向下扩展，量程比可为15:1，雷诺数低至8000仍可保持信号的线形。

　　寿命长  

　　流体流经锥体无突然的波动，而是沿着锥形体成了一个边界层，并引导流体离开锥体的后角，这使得锥体夹角不受不洁流体的磨损，流量系数β率可长期不变，并保证长期测量.因此流量计可在脏污场合长期使用，不需定期维护保养和周期性检定（当然二次表的定期维护和检定还是必须的）。

　　压损小*性压损比孔板低，与文丘里接近。

　　信号稳定  

　　由于节流元件产生差压时，同样导致了元件后涡流，所以每种差压仪表都有信号波动，既便流体是稳定的。对于标准孔板，由于产生的涡流较长，导致了低频大幅度的信号波动，严重干扰了差压读数的准确性，而V锥体后产生的涡流非常短，所以信号波动就为高频低幅，这使得V锥产生稳定的信号。

　　β值范围宽

V锥独特的几何形状允许有广泛的β值范围，标准的β值为0.45，0.55，0.65，0.75，0.85，并

可特定β值以保证用户特定的差压输出。

无滞留区  V锥体彻底吹扫式设计避免了流体中的残渣、凝结物或颗粒的滞留。

　　适用场合广  可测脏污介质，不会对锥体造成损伤。可测量汽液两相流（液相不超过5%）并保证精度。

　　管线范围宽  V锥流量计有管道式和插入式两种形式，其尺寸可从1/2”大到72”。

　　3 V锥流量计的实际应用

　　某乙烯厂老装置中有一根16“管道因改造需要增加一个流量计，但管道很短且安装空间有限，无法对管道作大的改动，由于加装流量计不能影响生产，只能在停车检修期间进行，因此施工时间也较紧迫。

　　此管道介质为急冷水，正常流量2220t/h，温度85℃，压力1.06MPa，在此情况下，选用了一台V锥流量计，由于其直管段要求仅前3D后1D，因此满足了管道短造成的直管段问题。投入使用后，该流量计的情况无论是精度还是稳定性都令用户相当满意，改造获得成功。

　　又如，某厂测量焦炉煤气的管道中由于含有杂质，因此对测量元件的损伤严重，该厂原来采用标准孔板测量，不仅精度不高，而且一年就要更换一块，对工艺生产影响很大。该厂也曾更换其他类型的测量流量计，但效果都不明显，后来该厂换用了V锥流量计，不仅测量精度有了提高，也避免了定期维护保养和周期性检定。该V锥流量计使用至今已有几年，情况依然良好，用户相当满意，并陆续更换了其他几台存在相同问题的流量计。虽然看起来一次投资比孔板多，但是由于使用寿命的延长，其实际使用成本并没有增加，反而有所下降。

　　4 V锥流量计的应用场合推荐

　　适合应用于下列场合：

　　1）中小管径气体；

　　2）脏污介质；

　　3）直管段不足的场合；

　　4）对精度要求较高的场合。

　　5 结束语

　　由于V锥流量计有着相当明显的优势，所以其使用前景相当光明。当然，作为差压流量计的一种，它由于成本关系而并不能完全取代孔板、文丘里的位置。相比涡街流量计、电磁流量计等，它又有安装导压管等劣势。但对于适合的场合，采用V锥流量计应该是一种值得考虑的选择。

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