關鍵因素對V錐流量計壓損的影響
關鍵因素對V錐流量計壓損的影響
V錐流量計自20世紀80年代問世以來, 已成功應用于石油、化工、天然氣等許多流量測量領域。隨著V錐流量計的推廣, 安裝條件、壓損等逐漸成為國內外學者、研究部門、制造商及使用部門討論與關心的熱點問題。國外學者研究的普遍結論是V錐流量計有較強的抗流態擾動性能, 前后直管段的要求也比標準節流裝置低一些的結論。2004年至今, 天津大學先后進行了關于內錐量計流出系數、可膨脹系數、彎頭影響及濕氣測量等方面的研究工作 , 取得了一些寶貴的經驗成果。自2003年起, 國內也在積極開展對V錐流量計的推廣使用工作, 然而許多生產廠家對量程比、壓損、精度等關鍵技術指標乃至安裝條件多采取直接照搬美國M cC. 公司產品說明書的方式。客觀上, 由于V錐流量計的結構尚未實現標準化, 其等效直徑比、前后錐角、上下游支撐形式及尺寸、取壓方式等存在諸多差異, 這些不僅會對流出系數、可膨脹系數等關鍵參數產生影響, 同樣也會對V錐量計的壓損產生影響, 因此某些研究機構給出的結論是否具有普適性值得推敲。目前, 國內關于V錐流量計壓損的科學嚴謹的實驗研究尚未見報道。本研究設計并制作了100 mm 口徑樣機一套, 等效直徑比分別為0. 45/0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85, 前后錐角為45../120.., 開展了壓損的實驗研究。
實驗方案設計
本研究中設計并制作了內徑為100 mm 的V錐流量計樣機一套, 實驗錐體5個, 前后錐角均為45../120.., 等效直徑比分別為0. 45 /0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85。錐體可從測量管中方便拆卸。實驗布局設計如圖1所示, 流體至左測流入, 樣機上游直管段100D 。V錐流量計上游取壓孔為P1, 位于距錐體支撐管前端0. 5D 的管壁處, 下游取壓孔為P2, 沿錐體中心軸及支撐管中心軸取出, 通過差壓變送器1測得錐體前后差壓。實驗表明, 距錐體尾部取壓孔P2 約3. 5D時壓力可恢復至正常值, 本實驗中P2 ..為下游壓損取壓孔, 與P2 的距離定為4D 。壓損實驗安裝圖如圖2所示, 箭頭表示流體流向。本實驗對每種錐體進行實驗時均用2 臺差壓變送器, 一臺用于測量錐體前后的差壓..P , 另一臺測節流裝置產生的壓損..P ..。
實驗結果與分析
壓損曲線：圖3給出了V錐流量計不同等效直徑比的壓損對數坐標曲線, 可見..值相同時, 壓損隨雷諾數的增大而增大, 呈線性關系; 在雷諾數相同時, 壓損隨.. 值的增大而減小。圖4為相對壓損與雷諾數的關系曲線, ..可見節流比不同, 相對壓損不同, 其值隨節流比的增大而減小; 雷諾數Re > 4 .. 104 時, 不同..值的錐體其相對壓損不隨雷諾數的變化而變化, 基本恒定; 雷諾數R e < 4 .. 104 時, 因壓損和有效差壓測量值均相對較小, 系統誤差增大, 相對壓損波動。s
結論
通過關鍵因素對V錐流量計壓損影響的實流實驗得出以下結論:
1)V錐流量計的壓損不僅和..值有關, 而且跟雷諾數有關, 雷諾數相同時, 壓損隨..值的增大而減小; ..值相同時, 壓損隨雷諾數的增大而增大, 在對數坐標下呈線性關系;
2)V錐流量計的相對壓損與雷諾數無關, 受..值影響, 隨..值的增大而減小;
3)針對設計樣機, 給出了新的V錐流量計壓損計算公式;
4)本套V錐流量計的相對壓損值與國外相比偏高, ..值越大偏差越大, 從小到大5 個..值的偏差分別為0. 7% 、5. 8% 、10. 3% 、13. 2% 、21. 1% ;
5) 與文獻相比, 得出本套樣機壓損趨勢線介于孔板和和噴嘴之間且更靠近孔板的結論。
