摘要(yao)： 孔闆流(liu)量計 自(zì)出現之(zhi)日起就(jiù)作爲一(yī)種重要(yào)的流量(liang)計被廣(guǎng)泛💔應⁉️用(yong)，而 錐形(xíng)流量計(jì) 作爲一(yī)種新型(xíng)流量計(jì)，也有着(zhe)其獨有(you)的特點(diǎn)并越來(lai)越被廣(guǎng)泛應用(yòng)，詳細介(jiè)紹了這(zhè)兩種流(liú)量計的(de)特點。
　　 差(chà)壓式流(liu)量計 作(zuo)爲一種(zhǒng)流量測(ce)量儀表(biao)，具有結(jie)構簡單(dān)，使用壽(shòu)命🧑🏾‍🤝‍🧑🏼長☁️，适(shì)應性廣(guǎng)❗範等特(tè)點，因此(ci)被廣泛(fàn)應用于(yú)電力、化(huà)🏃‍♂️工、煤炭(tan)、冶😘金、鋼(gang)鐵等行(háng)業。據估(gu)計，差壓(yā)式流量(liang)計約☀️占(zhàn)流量儀(yi)表的60%~70%。錐(zhui)形流量(liàng)計作爲(wèi)20世紀80年(nian)代異軍(jun)突起的(de)新興力(lì)量，憑借(jie)着其獨(du)特的優(yōu)勢，逐漸(jiàn)被市場(chang)所接納(na)。
1原理介(jie)紹
1.1綜述(shù)
　　錐形流(liu)量計（見(jiàn)圖1）是一(yī)種新型(xíng)的可測(cè)量各種(zhong)雷諾數(shu)的高精(jīng)度👅流量(liàng)計，滿足(zu)各種介(jiè)質的應(ying)用條件(jian)要求。其(qí)操作♍原(yuan)理同其(qi)他各類(lei)型的差(chà)壓原理(lǐ)相同，都(dōu)是基于(yu)密封管(guan)🔞道中的(de)能量守(shou)恒原理(li)。
　　錐形流(liú)量計在(zài)管道中(zhōng)心處懸(xuan)挂一錐(zhui)形節流(liú)件，錐形(xíng)💃🏻件阻礙(ai)介質的(de)流動，重(zhòng)塑流速(sù)曲線，在(zai)錐形件(jian)的下遊(yóu)可立即(ji)形成負(fu)壓區，管(guǎn)道上遊(yóu)的正壓(ya)同經節(jiē)流件節(jie)流後的(de)下遊的(de)負壓之(zhi)🐅間有一(yi)壓差，将(jiang)正、負壓(ya)用取壓(ya)💋口取出(chū)，正🐕壓口(kǒu)位于管(guǎn)道的上(shàng)💞遊，負壓(yā)口❓位于(yu)錐體的(de)🌈末端，通(tōng)過測量(liàng)兩者之(zhī)間的差(chà)壓，根據(jù)👈伯努力(li)方程即(jí)⭐可計算(suàn)出管道(dào)中的流(liu)量。錐體(ti)位于管(guan)線中心(xin)，可對所(suo)測介質(zhi)❌的流速(su)曲線進(jin)行優化(huà)，因此測(cè)量精度(dù)高，對儀(yí)表上、下(xià)遊的直(zhí)管⚽段🏒要(yao)求低。
1.2操(cao)作原理(li)
　　錐形流(liú)量計是(shì)一種差(cha)壓型的(de)流量儀(yi)表，迄今(jin)爲止🍉，以(yi)差壓原(yuan)理設計(ji)的流量(liàng)儀表已(yǐ)經有一(yī)百多年(nian)的應用(yong)曆史了(le)。差壓原(yuan)理就是(shi)基于密(mì)封管道(dao)中的能(neng)量轉換(huan)原理，也(yě)就是說(shuo)穩定流(liú)☂️體、流量(liang)同管道(dao)中介質(zhi)流速的(de)平方根(gēn)成正比(bǐ)。當壓力(li)降低時(shi)♉，速度會(huì)增加，當(dāng)介質接(jie)近錐體(ti)時，其壓(yā)力爲P1，在(zài)介質通(tong)過錐體(tǐ)的節流(liu)區時，速(su)🎯度會增(zēng)加，壓力(li)會降低(dī)爲P2，P1和P2都(dōu)通過錐(zhuī)形流量(liang)計的取(qǔ)壓口引(yǐn)到後接(jie)的差壓(yā)變送器(qi)上，流速(su)發生變(biàn)化時，錐(zhuī)🐉形流量(liàng)計的兩(liǎng)個取壓(yā)口之間(jiān)💁的差壓(ya)值會增(zeng)大或縮(suō)小。當流(liú)速相同(tong)時，若節(jiē)👣流面積(jī)大，則産(chǎn)生的差(chà)壓值也(ye)大。β值等(děng)于錐體(tǐ)的節流(liu)面積除(chú)以管道(dào)内徑的(de)截面積(ji)(可換算(suan)成兩者(zhe)之間的(de)🔞直徑比(bi))。
1.3重塑流(liú)速曲線(xiàn)
　　錐形流(liu)量計在(zai)進行流(liu)量計算(suan)時所采(cǎi)用的計(ji)算公式(shì)🔞同其他(tā)差壓型(xíng)的流量(liang)儀表相(xiàng)同，但節(jiē)流件的(de)結構同(tóng)其他儀(yi)表❓完全(quan)不同，是(shi)通過懸(xuan)挂在管(guǎn)線中心(xīn)💛的錐形(xíng)體來實(shí)現的。錐(zhuī)體可迫(po)使管道(dào)中心的(de)介質繞(rao)着錐體(ti)流動，同(tong)其他傳(chuán)統類型(xing)的差壓(ya)型儀表(biǎo)相比，這(zhe)樣有很(hen)✔️多優點(dian)。另外，如(ru)果介質(zhì)通過一(yi)個很長(zhang)的管道(dao)，而且在(zài)管道中(zhōng)沒有受(shou)到任何(he)阻礙和(he)幹擾，它(tā)的流速(sù)分布就(jiu)很均勻(yun)。
　　通過管(guan)道直徑(jìng)上的介(jie)質的流(liu)速每點(diǎn)都不相(xiang)同，靠♋近(jin)管壁的(de)♻️流速幾(jǐ)乎爲零(líng)，管道中(zhong)心的流(liú)速最大(da)，這👉是管(guǎn)壁對介(jiè)質産生(shēng)摩擦造(zao)成的。由(you)于錐體(ti)懸挂在(zai)管線中(zhōng)心，它直(zhí)接同流(liu)體的高(gao)🔴速區接(jie)觸，迫使(shǐ)高速區(qu)的流體(tǐ)🥵與低速(su)區🤟的流(liu)體相混(hùn)合，從而(er)使流速(su)均勻化(hua)，高速區(qū)的流體(tǐ)速度降(jiang)低。這也(ye)是爲什(shi)麽錐形(xíng)流量計(ji)能夠測(cè)量低流(liu)速流體(ti)的主要(yào)原因。由(yóu)于其他(tā)類型的(de)差壓型(xing)流量計(jì)的節流(liu)元件不(bú)與管道(dao)中心處(chu)的高速(sù)介質相(xiàng)♊接觸，在(zài)介質流(liu)速很低(dī)時，就可(kě)能沒有(you)差壓信(xin)号了。
　　在(zai)一般工(gong)況下，流(liu)速很難(nán)均勻分(fèn)布。管道(dao)上的任(rèn)何🈲變㊙️化(hua)都可能(neng)對流體(ti)造成影(yǐng)響，如彎(wān)頭、閥門(mén)、縮徑、擴(kuo)徑、泵、三(san)通等等(deng)，對其他(ta)儀📱表而(ér)言，這是(shi)一個很(hěn)難解決(jué)的問⭐題(tí)，而錐形(xíng)流量計(jì)的錐體(ti)對上遊(you)流速分(fen)布🙇‍♀️曲線(xian)重新進(jìn)行塑造(zao)，使流速(sù)基本達(da)到理想(xiǎng)狀況。
　　錐(zhui)形流量(liàng)計可在(zài)極爲惡(e)劣的情(qíng)況下使(shǐ)流體分(fen)布均勻(yun)（如🔆在緊(jǐn)鄰儀表(biao)上遊有(yǒu)單彎管(guǎn)、雙彎管(guǎn)），以保證(zheng)⁉️獲得較(jiao)高的測(cè)量精度(du)。


2錐(zhuī)形流量(liang)計的優(yōu)點及與(yǔ)傳統孔(kǒng)闆流量(liàng)計的比(bǐ)較
2.1精度(dù)
錐形流(liú)量計精(jīng)度高：精(jing)度可達(dá)到±0.5%。
孔闆(pǎn)流量計(jì)精度低(dī)：精度基(jī)本在±3%以(yi)下。
2.2重複(fu)性
　　錐形(xíng)流量計(ji)重複性(xìng)好：優于(yu)±0.1%。由于錐(zhuī)體對流(liú)速的整(zheng)形♍，使流(liu)速達到(dao)理想狀(zhuàng)态，幹擾(rǎo)源少，因(yīn)此重複(fu)性好。
　　孔(kong)闆流量(liàng)計依靠(kào)直管段(duan)對流體(tǐ)整形，直(zhi)管段整(zhěng)形隻能(neng)達🌈到較(jiào)爲接近(jin)流體完(wán)全理想(xiǎng)狀态，并(bìng)且孔闆(pan)本身👅的(de)節流又(you)破壞流(liu)體理想(xiǎng)狀态，因(yin)此幹擾(rǎo)源較多(duo)，重複性(xing)差。
2.3安裝(zhuang)要求
　　錐(zhui)形流量(liàng)計安裝(zhuāng)要求低(di)：前0D~3D、後0D~1D。無(wú)論是泵(bèng)、壓縮機(jī)、閥門或(huò)者彎管(guan)（一個單(dān)彎管或(huo)兩個不(bu)在一個(ge)平面上(shang)的雙彎(wan)管），對測(ce)量精💞度(du)基本都(dōu)沒有影(yǐng)響。
　　孔闆(pan)流量計(ji)安裝要(yao)求高：一(yi)般前10D、後(hou)5D。複雜工(gong)況還要(yào)加大到(dao)前20D、後💯5D。
2.4長(zhang)期穩定(dìng)性
　　錐形(xing)流量計(jì)長期穩(wěn)定性好(hǎo)：流體流(liu)經圓錐(zhuī)體無突(tū)然波動(dong)，而是沿(yán)着錐形(xíng)體形成(chéng)一個邊(bian)界層，并(bìng)引導♋流(liú)體離開(kai)📱錐體的(de)後角。所(suo)以，錐體(ti)夾角不(bu)受不清(qing)潔🌐流體(ti)的磨損(sun)，β值可長(zhǎng)期不變(biàn)，并保證(zheng)長期正(zhèng)确測量(liàng)🐪。
　　孔闆流(liu)量計長(zhǎng)期穩定(dìng)性差：由(you)于流體(tǐ)流經孔(kǒng)闆銳利(li)緣口，截(jié)流‼️産生(shēng)高速摩(mo)擦，引起(qi)孔闆口(kou)磨損，髒(zāng)污🌐改變(biàn)孔闆✂️口(kou)大小，使(shi)β值發生(shēng)變化，不(bú)能保持(chí)長期正(zheng)确測量(liàng)。
2.5信号穩(wen)定性
　　錐(zhuī)形流量(liang)計信号(hao)穩定：“信(xin)号波動(dòng)”是孔闆(pǎn)的1/10。流體(ti)流經流(liú)量計形(xíng)成非常(chang)短的渦(wō)流，這些(xiē)渦流使(shǐ)流量計(jì)産生高(gao)頻⚽低幅(fú)信号，并(bing)且信号(hào)在錐體(tǐ)尾部流(liú)向中☁️央(yang)，相互抵(dǐ)消，因此(cǐ)幹擾小(xiǎo)。
　　孔闆流(liú)量計信(xin)号不穩(wěn)定：流體(tǐ)流經平(píng)面後産(chan)生的渦(wō)流😘較長(zhǎng)，這些長(zhǎng)渦流使(shi)孔闆産(chǎn)生低頻(pin)大幅度(du)的信号(hào)🐅，信号幹(gàn)擾大，會(huì)嚴重幹(gàn)擾差壓(yā)讀數的(de)正确率(lǜ)。
2.6壓損和(hé)量程
　　錐(zhui)形流量(liàng)計的壓(yā)損低而(er)量程寬(kuan)：通常量(liàng)程比爲(wèi)15∶1~50∶1。這是因(yin)💔爲錐體(tǐ)的流線(xiàn)型設計(jì)，使壓損(sun)大大減(jiǎn)小，最小(xiao)可至0.06kPa。在(zài)所有的(de)差壓流(liú)量計中(zhōng)，隻有錐(zhuī)形流量(liang)計的壓(ya)損與文(wen)丘裏接(jiē)近。由于(yu)沒有㊙️銳(ruì)利的邊(biān)緣口,錐(zhui)形流量(liang)計引起(qi)的永久(jiu)⭐性壓力(li)損失恒(heng)定且要(yào)比孔闆(pan)小。同時(shí)，極其穩(wen)定的信(xin)号使差(cha)壓的量(liàng)程下限(xian)遠比一(yi)般差壓(yā)流量計(jì)低，因此(cǐ)量程🌈得(de)以向下(xià)限擴展(zhǎn)，雷諾數(shu)低至8000仍(reng)可保持(chi)信号線(xiàn)性。如果(guǒ)采用曲(qǔ)線修正(zhèng)✊，在更低(dī)的雷諾(nuò)數條件(jiàn)下，仍然(rán)可測量(liàng)并可保(bǎo)證較🐪好(hao)的重複(fu)性。
　　孔闆(pǎn)流量計(ji)壓損大(da)、量程小(xiǎo)：通常量(liang)程比爲(wei)3∶1~5∶1。這是由(yóu)🌈于平面(mian)阻擋，加(jia)上銳利(lì)的邊緣(yuán)口，因此(cǐ)壓損大(dà)，導緻了(le)小信号(hao)波動大(dà)、幹擾大(da)，小量程(cheng)無法測(cè)量。
2.7β值範(fan)圍和差(cha)壓
　　錐形(xíng)流量計(ji)的β值範(fàn)圍寬：錐(zhuī)形流量(liàng)計獨特(te)的幾何(hé)🐪形👅狀允(yǔn)許有廣(guang)泛的β值(zhí)範圍。标(biao)準的β值(zhí)爲0.450，0.550，0.650，0.750和0.850，并(bing)可特定(dìng)β值，以保(bao)證特定(dìng)的差壓(yā)輸出且(qiě)有較大(dà)的差壓(ya)信👄号，滿(mǎn)标尺差(chà)壓信号(hào)從0.1kPa到幾(ji)十kPa，保證(zheng)了測量(liàng)的正确(que)率。
2.8管線(xian)範圍和(he)形式
　　錐(zhui)形流量(liang)計管線(xiàn)範圍寬(kuān)：錐形流(liu)量計有(yǒu)兩種基(jī)本型式(shì)，即管道(dào)型和插(chā)入型。其(qi)中管道(dào)式錐形(xíng)流量計(jì)從1/2”到60”，而(ér)插入式(shì)錐形流(liu)量計從(cong)6”到72”。
2.9髒污(wū)的影響(xiǎng)和維護(hù)
　　錐形流(liú)量計無(wu)停滞區(qū)，長期免(miǎn)維護：錐(zhuī)形流線(xian)型徹底(dǐ)吹掃式(shi)設計避(bi)免了流(liu)體中的(de)殘渣、凝(ning)結物或(huò)顆粒的(de)滞留，可(ke)以⁉️保持(chí)錐體長(zhǎng)期清潔(jié)。由于錐(zhuī)體對流(liu)體整形(xíng)，加速了(le)管壁流(liú)體的流(liu)😄速，減少(shao)了正取(qǔ)壓口的(de)髒污停(tíng)留，倒角(jiǎo)的設計(jì)，使流體(tǐ)流經錐(zhui)體後加(jia)速🏃‍♂️離去(qù)，負取壓(ya)孔不會(huì)污損。所(suo)以，在較(jiào)長的時(shí)間内（2年(nian)🈲~3年）無需(xū)維護清(qing)💘洗，可以(yi)保證正(zheng)确測量(liàng)。
　　實踐證(zheng)明，錐形(xing)流量計(jì)在焦爐(lu)煤氣、渣(zhā)油等特(te)别髒污(wu)🏒介質的(de)測量中(zhong)均能成(chéng)功使用(yong)，并已在(zai)鋼廠焦(jiāo)爐煤氣(qì)流量測(ce)量中得(dé)到廣泛(fan)使用。
　　孔(kǒng)闆流量(liàng)計由于(yu)是平面(miàn)阻擋，髒(zang)污容易(yì)堆積，一(yi)般需3個(ge)月清♻️洗(xi)一次，才(cái)能較好(hao)地保證(zheng)其精度(dù)。
2.10可測高(gāo)溫、高壓(yā)介質
　　錐(zhuī)形流量(liang)計針對(dui)不同的(de)溫度和(he)壓力，采(cǎi)用不同(tong)的材質(zhì)，工作💞溫(wēn)度最高(gāo)可達700℃，而(er)最大壓(yā)力可達(dá)30Mpa。
2.11氣液兩(liǎng)相介質(zhi)（濕氣）
　　對(duì)濕氣（氣(qi)體中含(hán)有水分(fèn)）的流體(ti)測量始(shi)終是流(liú)量測🌂量(liàng)中的一(yi)個難點(diǎn)。而錐形(xing)流量計(jì)采用獨(du)特的錐(zhuī)👣體設計(jì)，使氣體(ti)中所含(hán)有的大(da)部分水(shui)份沿錐(zhuī)體從管(guan)道中央(yāng)溫度較(jiào)高的地(di)方向㊙️周(zhou)圍溫🤟度(du)較低的(de)地方快(kuai)速移動(dòng)，從而産(chan)生凝露(lù)，沿錐體(ti)向管道(dao)底部下(xià)💜滴，由于(yu)錐體對(dui)流體整(zheng)形，加速(su)了管壁(bì)流體的(de)流速，水(shuǐ)份也快(kuài)速通過(guò)，不會在(zài)取壓💛口(kǒu)産生大(da)量凝露(lù)。所以，氣(qi)體含有(you)少量水(shuǐ)份，對流(liú)量計取(qǔ)壓口産(chǎn)生的幹(gan)擾信号(hào)少，提高(gāo)了測量(liàng)正确率(lü)。但是氣(qì)體🔞中含(han)水不超(chao)過5%爲好(hao)，最多應(ying)不超過(guò)10%。
　　孔闆流(liú)量計對(duì)流體阻(zu)擋式設(shè)計，在孔(kong)闆中央(yang)産生滴(dī)露，同時(shí)管壁流(liú)體受到(dào)阻擋，流(liú)速減慢(man)，正取壓(yā)口附近(jin)産生的(de)凝露會(huì)影響🌈取(qǔ)壓信号(hao)；流體流(liú)經孔闆(pǎn)📱後産生(shēng)的渦流(liú)，向管壁(bi)作波動(dòng)性發散(sàn)，影響負(fu)取壓口(kǒu)取壓信(xin)号。因此(cǐ)，濕氣對(dui)孔闆的(de)測量精(jing)度會産(chǎn)生較大(da)的負面(miàn)影響，從(cóng)而影響(xiǎng)測量。故(gu)而，孔闆(pan)及其他(ta)方式測(ce)量濕氣(qi)往往難(nán)以達到(dào)預期的(de)效果。
綜(zong)上所述(shu)，在可預(yù)見的将(jiāng)來，錐形(xing)流量計(jì)必将發(fā)揮❓越來(lai)越重要(yao)的作用(yong)。

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