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V 錐流量計與橫截面流量計對比

來源:南京金諾儀表有限公司   2025年04月30日 09:48  


在工業流量測量領域,準確可靠的流量監測對于生產過程的優化、資源的有效利用以及產品質量的保證至關重要。V 錐流量計和橫截面流量計作為兩種常用的流量測量設備,各自具有的工作原理、性能特點以及適用場景。了解它們之間的差異,有助于工業企業根據實際需求選擇流量測量解決方案。

工作原理

  1. V 錐流量計:基于流動連續性原理和伯努利方程工作。當流體流經具有特殊廓形的內錐體時,在其周邊形成邊界層并疏導流體離開錐體尾部邊緣。流體接近錐體時壓力為 P+,通過錐體節流區時速度增加、壓力降低為 P-,P + 和 P - 通過取壓口引到差壓變送器上。對于穩定流體,流量大小與差壓平方根成正比,且流速相同時,錐體節流面積越大,產生差壓值越大。其本質是一種差壓式流量儀表,通過測量上下游壓力差來計算流量。

  1. 橫截面流量計:依據速度面積法的原理研制。將測量流速的截面分割為許多小單元,假設每個單元面積的流速為 Vi,則總的流量等于流過所有小單元面積流量之和。對于矩形管道,將長邊和短邊按等長度原則,把橫截面平均分成若干個面積相等的小單元,測量每個小單元中心點的流速,再取平均值得到整個大橫截面積的平均流速;對于圓形管道,把截面分割成若干個面積相等的同心圓環(中央為圓),測出每個圓環的流速并平均化,得到該圓截面的平均流速,進而得出流量。

精度

  1. V 錐流量計:具有良好的準確度,一般可達≤0.5%,重復性≤0.1%。其高精度得益于結構設計,內錐體能夠有效整流,減少流場干擾,使測量更加穩定準確。并且在較寬的雷諾數范圍內都能保持較高精度,可測量雷諾數為 500 萬,雷諾數為 8000 甚至更低。

  2. 橫截面流量計:精度等級通常有 1 級、1.5 級、2.5 級。其精度受分割單元數量影響,分割得越多,理論上測量越準確,但實際應用中受安裝位置、管道內流體分布均勻程度等因素制約,在復雜工況下精度可能有所下降。并且其要求雷諾數 ReD>2.5×105,在低雷諾數情況下測量精度難以保證。

安裝要求

  1. V 錐流量計:具有自整流功能,只需要極短的直管段,一般上游為 1 - 3D(D 為管道直徑),下游為 0 - 1D。這一特點使其在空間有限或管道布局復雜的場合具有明顯優勢,例如在換熱站等空間較小的地方也能方便安裝且不影響運行精度。

  1. 橫截面流量計:不需要傳統意義上較長的直管段,只要有 250mm - 300mm 長的安裝位置即可。這是因為它通過對多個小單元流速的綜合測量來計算流量,對整體流場的均勻性要求相對不那么苛刻,更適合安裝空間有限且難以滿足長直管段要求的特殊結構形狀管道。

適用介質與工況

  1. V 錐流量計:可測量的流體種類非常廣泛,涵蓋液體、氣體、蒸汽等幾乎所有流動性介質。流體最高工況溫度可達 800℃,最高壓力可達 10.5Mpa,若選用特種材質表體,工況溫度和壓力還可更高。它具有自清潔功能,可測臟污和易結垢流體,如高爐煤氣等雜質較多的介質,因為其結構設計為流體掃過型,不會截留流體中夾帶的氣、液或固相污物,也適合焦爐煤氣、濕氣體等。

  1. 橫截面流量計:適用的公稱直徑范圍為圓形管道 200mm≤DN≤6000mm,矩形管道 200mm×200mm≤DN≤6000mm×6000mm;公稱壓力 PN≤6.4MPa;介質溫度 t≤450℃(>450℃時需特殊注明)。它可對特殊結構形狀的管道流量進行測量,但在測量高粘度、高腐蝕性或含有大量顆粒雜質的復雜介質時,可能會因傳感器受污染或堵塞而影響測量精度和設備壽命。

壓力損失

  1. V 錐流量計:在運行過程中產生的壓力損失相對較小。由于內錐體的特殊設計,流體流經時流態較為平穩,不會像一些傳統節流裝置那樣產生較大的局部阻力,從而降低了系統的能耗,對于長距離輸送或對壓力要求較高的工藝系統較為有利。

  1. 橫截面流量計:壓力損失也比較小。其基于速度面積法測量流量,沒有明顯的節流元件,流體在管道內流動較為順暢,對系統壓力影響較小,有助于維持整個管道系統的壓力穩定性。

設備成本與維護

  1. V 錐流量計:設備成本相對較高,一方面是由于其的結構設計和高精度要求,制造工藝較為復雜;另一方面,為了滿足不同工況下對耐溫、耐壓、耐腐蝕等性能的要求,可能需要選用特殊材質。在維護方面,因其無可動部件,節流件關鍵部位不磨損,能保持長期穩定工作,日常維護工作量較小,只需定期檢查取壓口是否堵塞、差壓變送器是否正常工作等。

  2. 橫截面流量計:設備成本相對較低,結構相對簡單。在維護方面,雖然流出系數穩定不用標定,但如果管道內流體含有較多雜質,可能需要定期對測量裝置進行清理,以防止雜質附著影響測量精度。部分橫截面流量計可加裝吹掃裝置,實現人工或自動吹掃,一定程度上降低了維護難度。


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