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差压式流量测量之楔形流量的测量

点击次数:15  发布时间:2020-10-13

楔形流量测量主要用于测量泥浆、煤焦油沥青、煤水悬浮液以及其他高黏度流体及悬浮液的流量,在电力和污水处理等领域有较广泛的应用,尤其是在原油、重油及悬浮液的流量测量方面有其独特的优越性。

楔形流量传感器的节流件为V型的楔形件,安装时将楔形件的顶部朝下,如图所示,取压口用双法兰连接。V型的楔形件顶部朝下安装有利于颗粒状流体顺利通过楔形节流件,特别是有悬浮物的流体,对于水平安装的圆管来说,悬浮物容易悬浮在圆管的上半部,只要楔形件角度设计合理,便可消除滞流区,使悬浮液顺利通过楔形节流件,防止管道堵塞等现象。即使被测介质中含有一定量的杂质,楔形流量传感器也能正常工作。

当被测流体流经传感器时,在楔形件的上下游将产生与流量成一定比例的静压力差△p,通过测量该压力差就可得到流量值。

其体积流量公式为:

                 (4-17)

其中,qv—体积流量(m³/s);D—管道直径(m);A—弓形流通面积;m—弓形流通面积A与管道截面积之比;β1—节流件前流体密度(kg/m³);△p—实际测得的差压(pa);ε—流体流束膨胀系数;α—流量系数。

实际上,由于楔形节流件开口高度比较难以测量,所以弓形流通面积的大小就很难确定,因此往往将流量公式中的mαD2通过实验单独标定,楔形流量传感器的测量精度也相当高。

根据楔形节流件与管道的连接方式,楔形流量传感器的结构可分为两种形式。当管道直径小于50㎜时,可采用图4-7(a)所示的分离式结构,楔形节流件和管道可以拆卸分离;当管道直径大于50㎜时,则一般采用图4-7(b)所示的整体式结构,楔形节流件和管道焊接成一体,不可以分离。

楔形流量传感器的优点不仅是它能够测量悬浮液和高黏度流体,还在于它在很低的管道雷诺数情况下,流量与差压之间仍能保持平方根关系,且结构简单,安装、使用和维修方便。

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