使用弯管流量计的一些问题

    这里的弯管流量计指的是河北理工学院李志教授等人研制的已系列化实用化的90°弯管流量计。该流量计颇具特色,其原理、构成及特点可参阅笔者在本刊1998年第3期“已系列化的90°弯管流量计”一文。现在谈一谈对设计选用该流量计的一些思考。

    1　如何考虑α的稳定条件是否满足

    式(1)为流体流经弯管传感器时的平均流速和差压的关系式

式中　v———流体平均流速;

     △p———弯管外、内侧压差(△p=p₁-p₂);

      p₁———弯管外侧所受挤压力;

      p₂———弯管内侧所受牵拉力;

      ρ———流体密度;

      α———综合流量系数。其值与弯管的弯径比(弯管的曲率半径R和弯管内径D之比R/D)、介质粘度、管道粗糙度、雷诺数等有关。其中尤以弯径比R/D的影响最为重要。

    式(1)中,△p可直接测取。ρ若为定值,由设计者给出;若随温压变化的,依测取的温压参数,在主机中计算获取。α是不可测取的,但显然必须稳定,否则在相同的△p、ρ下,v也是变化的。

    在什么条件下α是稳定的呢?作为用户该注意些什么呢?笔者认为用户主要关注介质的粘度就够了。因为

    1)对于管道的粗糙度极易满足,实际使用的弯管流量传感器就是采用工业标准的冲压或推制弯管的加工方法加工的,内壁看起来和光滑的无缝管内壁一样,只不过R/D必须是某一区间的值罢了。

    2)雷诺数的影响限于目前研究程度,无法确切回答,而从实际使用时满足目前给出的仪表精度指标(系统1·0%~1.5%,累积<1.5%FS)看,其影响似可忽略。实际上更注意流速即△p(下面将谈及这个问题),从表1国家蒸汽流量计量烟台检定站提供的检定数据似乎可支持此论点。因为当流速大幅度变化时误差仍在准确度之内。表1中介质为蒸汽,内管径为52·1mm,温压均有变化。

    同时现场使用的众多弯管流量计也支持了上述论点。许多用户的流量变化范围是比较大的。

    3)弯径比R/D是对α影响最大的最为关键的参数。从弯管传感器的发展历史看,以前的弯管传感器流量系数离散度很大,就是没有发现当R/D落在某一区间时其流量系数有极好的一致性。李志教授他们正是发现了这一点,从而成功地解决了如何使该流量系数稳定的难题。R/D参数是研制者制造者解决的问题,用户无须考虑。