易忽視的重要因素—裝置直管段長(zhǎng)度

應(yīng)是試驗(yàn)室經(jīng)嚴(yán)格的順序標(biāo)定后確定的但在現(xiàn)場(chǎng)條件下，   流量?jī)x表的生產(chǎn)廠家在技術(shù)文件中都注明了準(zhǔn)確度。大多數(shù)流量?jī)x表都難以達(dá)到這個(gè)準(zhǔn)確度。

但口徑未超過(guò)0.25m流速分布對(duì)準(zhǔn)確度有舉足輕重的影響。   對(duì)絕大多數(shù)流量?jī)x表來(lái)說(shuō)（容積式、科式雖可除外。

、國(guó)內(nèi)行業(yè)規(guī)范為此都明確規(guī)定了流量?jī)x表前應(yīng)有30D后有5DD為管內(nèi)徑）直管段長(zhǎng)度。

管內(nèi)的流速分布才干達(dá)到充分發(fā)展紊流，只有這樣。具有確定的分布規(guī)律，采用在試驗(yàn)室標(biāo)定的流量系數(shù)，才可保證達(dá)到廠家所說(shuō)的準(zhǔn)確度[1]

從工藝角度動(dòng)身會(huì)有形形色色的各種阻力件（彎頭、閥門(mén)、變徑管、歧管等）   但實(shí)際安裝的現(xiàn)場(chǎng)。

十分復(fù)雜。從節(jié)約空間的角度考慮，其入口流速分布也是變化莫測(cè)。也不可能安排流量?jī)x表有如此長(zhǎng)的直管段長(zhǎng)度。

流量?jī)x表在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中所達(dá)到準(zhǔn)確度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于廠家提供的數(shù)據(jù)。因此。

其原因在于流量?jī)x表即使在現(xiàn)場(chǎng)直管段長(zhǎng)度達(dá)不到規(guī)程要求所需的長(zhǎng)度   但是直管段長(zhǎng)度不足的問(wèn)題臨時(shí)被忽視。

對(duì)一線的儀表工來(lái)說(shuō)，仍會(huì)有輸出。儀表工作看似仍在正常”工作，

這類(lèi)儀表的規(guī)范ISO07145[2]只是與必要的準(zhǔn)確度相距甚遠(yuǎn)。這個(gè)問(wèn)題對(duì)以測(cè)點(diǎn)速來(lái)推算流量的儀表（如雙文丘利、插入式渦街、渦輪、熱式）尤為突出。

才可能具有±3%準(zhǔn)確度。顯然，規(guī)定前直管段應(yīng)具有30~50D長(zhǎng)度。現(xiàn)場(chǎng)是很難滿足的

圖2 多孔平衡節(jié)流裝置

   為解決現(xiàn)場(chǎng)直管段長(zhǎng)度不足。

規(guī)范化組織封閉管道流量專(zhuān)業(yè)委員會(huì)（ISOTC30多年來(lái)一直建議采用圖1所示的各類(lèi)流動(dòng)調(diào)整器（flowcondition又要堅(jiān)持流量?jī)x表具有較高準(zhǔn)確度的問(wèn)題。

管束（AGA /A SMEISOAGA ASME等）板孔（Mitsabishi及組合式（ZankerSprenkl

組合式效果雖好，其中。壓損卻數(shù)倍于前兩種；而板孔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工、裝置、壓損也較低、發(fā)展?jié)摿^大。以上三類(lèi)各有所長(zhǎng)，

仍可堅(jiān)持流量?jī)x表具有較高的準(zhǔn)確度，選用需因地制宜。裝置流動(dòng)調(diào)整器可以在直管段長(zhǎng)度達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)。但為什么臨時(shí)以來(lái)并未得到預(yù)期的推廣應(yīng)用？

還在于如圖1所示的管束結(jié)構(gòu)，原因不只在于增加了利息及維護(hù)工作量。

而裝置前后又要求具有前4~5D自身就要求具有2~4DD管內(nèi)徑）長(zhǎng)度。

后（調(diào)整器與流量?jī)x表間）3~4D總共約10D對(duì)于已經(jīng)“捉襟見(jiàn)肘”現(xiàn)場(chǎng)直管段長(zhǎng)度而言很不現(xiàn)實(shí)。

一臺(tái)復(fù)合式流動(dòng)調(diào)整器的加工利息不亞于一臺(tái)節(jié)流裝置；b.增加了裝置、維修工作量，難以實(shí)現(xiàn)。其次還有以下缺點(diǎn)：a.增加了本錢(qián)。若流體中含有粉塵，

臨時(shí)使用又得不到及時(shí)清洗，或固相物、凝析物。將沉積在水平調(diào)整器的下方，

無(wú)異于畫(huà)蛇添足。c.造成額外的壓力損失。鑒于上述種種原因，其結(jié)果反倒造成了速度分布不對(duì)稱(chēng)的后果。雖經(jīng)ISOTC30多年推薦，并未得到工程界廣泛地認(rèn)同。

還是啟發(fā)了業(yè)界的有志之士，但是所取得的整流效果。為以后開(kāi)發(fā)新型流量?jī)x表提供了依據(jù)。

ISOTC30公布了ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)，   數(shù)年前。對(duì)經(jīng)典式規(guī)范節(jié)流裝置的裝置直管段長(zhǎng)度提出了更詳細(xì)、更苛刻的要求，雖然規(guī)范節(jié)流裝置在滿足要求的情況下不用單獨(dú)標(biāo)定，

流出系數(shù)就可達(dá)到很高的不確定度（如規(guī)范孔板為0.5%但是現(xiàn)場(chǎng)很難滿足上述條件。

近幾年國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)媒體、技術(shù)講座等都大力推薦美國(guó)市場(chǎng)呼喚一種對(duì)直管要求不高又能維持較高準(zhǔn)確度的流量?jī)x表。此背景下。

其環(huán)形收縮通道確有較好的整流效果[4]工程應(yīng)用標(biāo)明，McCROMETER公司于1986年推出的內(nèi)錐式流量計(jì)。也確對(duì)直管段要求不高

前直管段長(zhǎng)度僅需0~3D而又能維持較高的準(zhǔn)確度。但并非宣傳的那樣。

當(dāng)β值小于0.6時(shí)，對(duì)不少此國(guó)內(nèi)高校及研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的測(cè)試[5][6]測(cè)試標(biāo)明。流量計(jì)準(zhǔn)確度可維持±1%前直管段長(zhǎng)度仍需3~5D如為了減少*壓損

整流效果很差，令 β值加大到0.85時(shí)。前直管段長(zhǎng)度應(yīng)加大至10D以上。

   內(nèi)錐與管壁所形成的逐漸收縮的環(huán)形通道的確有整流效果應(yīng)該充分肯定。但也存在以下缺乏：a單臂懸掛節(jié)流件內(nèi)錐已為事實(shí)證明。

造成了重大事故；b低壓取壓點(diǎn)位于內(nèi)錐后方漩渦區(qū)，確實(shí)存在平安隱患。

粉塵、污物易堵塞低壓引壓管；c內(nèi)錐后沒(méi)有動(dòng)壓轉(zhuǎn)換為位能的恢復(fù)區(qū)。

β值較小時(shí)，所形成的漩渦肯定會(huì)產(chǎn)生較大的壓損。其壓力損失僅次于孔板。

圖3 多孔整流節(jié)流裝置

國(guó)內(nèi)先后推出了基于這種原理，   針對(duì)上述缺點(diǎn)。而結(jié)構(gòu)上優(yōu)化的新型節(jié)流裝置，如：槽道、梭式、雙錐式等[6]

推廣應(yīng)用尚待時(shí)日。但宣傳力度遠(yuǎn)不及內(nèi)錐。

由于它自身就需要一定的直管段長(zhǎng)度制約了推廣應(yīng)用。臨時(shí)的實(shí)踐過(guò)程中   本文前面已闡述了采用流動(dòng)調(diào)整器的利弊。

對(duì)其整流效果影響不大，人們發(fā)現(xiàn)縮小流動(dòng)調(diào)整器與節(jié)流件之間的距離。

即直接將整流器作為節(jié)流件的新型節(jié)流裝置，終推出了將整流器與節(jié)流件合二為一。

還解決了已很局促的直管段長(zhǎng)度。此理念啟發(fā)下，這么做不僅節(jié)約了本錢(qián)。

2002年美國(guó)Rosemount公司首先按類(lèi)似AGA /A SME四管整流器推出了四孔孔板（圖2a據(jù)稱(chēng)可以將直管段長(zhǎng)度縮短至2D仍可維持±1%準(zhǔn)確度。

2004年美國(guó)A+Flowtek公司又推出了17孔的多孔孔板（圖2b[7]這17個(gè)孔分為三組，   此基礎(chǔ)上。

其余16孔分為二組，中心的一個(gè)孔孔徑大。每組8孔，其圓心分處于 2個(gè)不同的直徑上，

外圍的孔徑小。A+Flowtek公司稱(chēng)其為BalancFlowmet中間的8孔孔徑次之。

據(jù)其說(shuō)明書(shū)，譯為平衡流量計(jì)。相關(guān)技術(shù)參數(shù)為：準(zhǔn)確度±0.5%直管段要求，前0.5D后0.5D量程比，10:1壓力損失，ΔPe/ΔP為30%

也有待實(shí)踐證實(shí)。特別有關(guān)所需直管長(zhǎng)度的表述，   對(duì)于以上這些技術(shù)參數(shù)是否如廠商宣傳的那么值得商榷。

而多孔平衡流量計(jì)是由多孔孔板與短管組合成一個(gè)整體供貨的行業(yè)中一般確定為自節(jié)流件前端面（即多孔孔板）至上游阻力件出口的距離為前直管段長(zhǎng)度。

平衡流量計(jì)的短管長(zhǎng)度是2~10D要占有現(xiàn)場(chǎng)直管段的如此表述誤導(dǎo)用戶。所指的上游直管段0.5D指平衡流量計(jì)進(jìn)口法蘭與阻力件之間的距離。

多孔整流式節(jié)流裝置，   基于技術(shù)的發(fā)展及市場(chǎng)的需求。

測(cè)試數(shù)據(jù)標(biāo)明，并在第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了流出系數(shù)、前直管段長(zhǎng)度等測(cè)試。

直管段較短情況下，由多孔整流式節(jié)流裝置。具有較好的整流效果，值得推廣，現(xiàn)將局部數(shù)據(jù)及相關(guān)說(shuō)明分述如下：

其功能除節(jié)流外，   本裝置的節(jié)流件是一個(gè)按一定規(guī)律布局的多孔孔板。還具有整流功能，故按其主要功能命名為多孔整流式節(jié)流裝置。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備流量不確定度為0.05%差壓變送器準(zhǔn)確度為0.075%測(cè)試介質(zhì)為水，   實(shí)驗(yàn)設(shè)備：為某航天部門(mén)的水流量實(shí)驗(yàn)室。測(cè)試管徑為DN100

β值過(guò)大強(qiáng)度減弱、β值過(guò)大壓損太大。   β值的確定：建議β值取0.50~0.65之間。

對(duì)三種結(jié)構(gòu)的多孔節(jié)流裝置針對(duì)流出系數(shù)的重復(fù)性、不確定度、線性度進(jìn)行了對(duì)比，   三種結(jié)構(gòu)性能對(duì)比：前直管段長(zhǎng)度約為30D條件下。

數(shù)據(jù)標(biāo)明A型（圖3a各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于B型（圖2b及C型（圖3b

阻力件為90°彎頭測(cè)試的數(shù)據(jù)標(biāo)明，   前直管段長(zhǎng)度：將A型整流節(jié)流裝置進(jìn)行三種直管段長(zhǎng)度（30D5D2D測(cè)試。A型節(jié)流件在前直管段僅2D時(shí)，

流出系數(shù)與基準(zhǔn)（30D流出系數(shù)之間的相對(duì)誤差可控制在±1%以?xún)?nèi)；

與基準(zhǔn)流出系數(shù)之間相對(duì)誤差即可小于±0.3%而當(dāng)前直管段長(zhǎng)度達(dá)到5D時(shí)。

適用于直管段不長(zhǎng)而又要求較高準(zhǔn)確度的現(xiàn)場(chǎng)。說(shuō)明其整流效果較好。

相同的β值條件下，   *壓損：由于流體通過(guò)多孔節(jié)流裝置后不至于形成大漩渦而造成較大的*壓損。應(yīng)小于孔板，而大于文丘里，這個(gè)預(yù)測(cè)還有待試驗(yàn)證實(shí)。

小結(jié)

貿(mào)易結(jié)算，   近十余年以來(lái)。工業(yè)計(jì)量與控制都迫切需要一種對(duì)直管段長(zhǎng)度要求不高而能維持較高準(zhǔn)確度的流量?jī)x表。

但無(wú)序的急于推廣，內(nèi)錐流量計(jì)因此曾風(fēng)光一時(shí)。不分場(chǎng)合的非理性選用，已造成了嚴(yán)重事故，應(yīng)吸取教訓(xùn)，但不宜全盤(pán)否定。

結(jié)構(gòu)上優(yōu)于內(nèi)錐，目前國(guó)內(nèi)外推出的多孔節(jié)流裝置。經(jīng)測(cè)試其數(shù)據(jù)也表明了較*的性能，值得逐步推廣應(yīng)用。

國(guó)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域與國(guó)外尚有差異。   應(yīng)該供認(rèn)。

國(guó)內(nèi)不少代理商將*產(chǎn)品、技術(shù)介紹到國(guó)內(nèi)，改革開(kāi)放以來(lái)。確起到一些推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的作用，但是國(guó)外的產(chǎn)品在壟斷的情況下，價(jià)格都過(guò)于昂貴。

不能滿足于代理而應(yīng)立足于自行生產(chǎn)。為打破這一局面。

而生產(chǎn)又不能局限于仿制（內(nèi)錐流量計(jì)應(yīng)是一個(gè)教訓(xùn)）認(rèn)真學(xué)習(xí)了國(guó)外的技術(shù)。