V2Cone锥形流量计在工程上的应用

    作为应用较广泛的差压式流量测量,大家都知道孔板、文丘里、流量喷嘴、阿牛巴等,但是还有一种很好的差压式流量测量方法国内应用不是很多,这就是本文要介绍的V2Cone锥形流量计。V2Cone锥形流量计是一种新型的差压式流量计,它最早是20世纪80年代由美国McCrometer公司推出的,其测量原理与其他差压式流量计基本相同,但是由于该流量计独特的结构设计,使得它从根本上克服了其他差压式流量计的许多劣势,下面就对这种流量计的特点及其应用作具体介绍。

    1　测量原理及结构特点简介

    V2Cone流量计是一种差压式流量计,与其他差压式流量计一样,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。由于这种测量原理的应用比较广泛,本文将不作详细介绍。

    V2Cone流量计的几何形状如图1所示,它是通过在管线中心悬挂一个锥形体来实现节流的。由于在管道中理想流场的流速分布:在管壁处流速接近零,愈靠近管线中心流速愈大,在管线中心流速最大(因为管壁摩擦力减小了流过管壁的流体的速度)。当流体流过V2Cone流量计时,锥体直接和流体高速中心部分相互作用,迫使高速的中心部分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式流量计(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。

    所有差压式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千差万别,这种理想状态不可能存在。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精确的测量值。而V2Cone流量计由于其独特的设计结构,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,克服了一般差压式流量测量的缺陷,从而取得精确的测量值。实践表明,在极恶劣的安装条件下(如紧邻锥体上游有2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　V2Cone流量计的优点分析

    表1对V2Cone流量计相对于一般差压式流量计(如孔板,文丘里等)的优势进行了分析。

    3　V2Cone流量计的实际应用举例

    某炼油厂重油催化改造,有许多原油、回炼油浆、循环油浆测量点,原来用的是靶式流量计,半年后误差很大,效果很不好。准备用楔式流量计,又担心精度不够和出现流场脉动、信号不稳定现象。经选用法兰取压V2Cone锥型流量计,投用后取得了相当好的效果。