一、測量原理

V錐流量計(jì)是由V錐傳感器和差壓變送器組合而成的一種差壓式流量計(jì)，可測量寬雷諾數(shù)（8×103≤Re≤5×107）范圍內(nèi)各種介質(zhì)的流量。
其測量理論是：由于實(shí)際流體都具有粘性，不是理想流體，當(dāng)其在管道中流動時，在充分發(fā)展管內(nèi)流動的前提下，具有層流和紊流兩種流動狀態(tài)。根據(jù)連續(xù)流動的流體能量守恒原理和伯努力方程：對于以層流狀態(tài)流動的流體，其流速分布是以管道中心線為對稱的一個拋物面，流體通過一定管道的壓力降與流量成正比；對于紊流狀態(tài)流動的流體，其流速分布是以管道中心線為對稱的一個指數(shù)曲面，流體通過一定管道的壓力降與流量的平方成正比。
V錐傳感器是在測量管中安裝與管道中心線同軸的V錐體。該傳感器的測量管和V錐體是經(jīng)過設(shè)計(jì)、精密加工的。流體在測量管內(nèi)流經(jīng)V錐體時，在V錐體前重新形成流態(tài)局部收縮，流速增大，靜壓下降，在V錐體前后產(chǎn)生壓差△P。在上游管壁（流體收縮前）處測得高壓（靜壓）PH，在V錐體朝下游端面的中心軸處開取壓口取得低壓PL（靜壓），如下圖所示:

其中：β——等效直徑比　　　　　　　　　　　ρ——流體工況條件下的密度
D——管道內(nèi)徑 　　　　　　　　　　　K——K系數(shù)(與節(jié)流件形式(流束收縮系數(shù))、直徑比、取壓方式、雷諾數(shù)及管道粗糙度等有關(guān)系）　　 　d——V錐節(jié)流元件的大橫截面處的直徑　　ε——氣體膨脹系數(shù)(對于不可壓縮液體，ε=1)　qv——體積流量

 

二、技術(shù)參數(shù)

1、 精度等級：±0.5％（差壓流量變送器精度應(yīng)高于0.2級，含0.2級）,（β：0.45～0.85，當(dāng)β<0.55，量程比4∶1時，精度等級：≤0.30）
2、重復(fù)性：0.1%
3、工作壓力：0～40MPa（有多個壓力等級可供選擇）
4、工作溫度：-40－850°C
5、環(huán)境溫度：-40－65°C
6、安裝直管段要求：前0-3D直管道、后0-1D直管段
7、量程比寬：通常為10∶1，選擇合適的參數(shù)可達(dá)到50∶1
8、壓損小：同樣的β值，壓損是孔板1/3－1/5
9、口徑:15mm～2000mm

10、適用介質(zhì)：V錐流量傳感器廣泛地應(yīng)用于市政、電力、化工、石油化工、冶金、食品加工等行業(yè)中流體的流量測量，幾乎適用于所有氣體、液體介質(zhì)。

 

V型錐流量計(jì)可以測量的流體

1．氣體
煤氣：焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、城市煤氣
天然氣：包括含濕量５％以上的天然氣
各種碳?xì)浠衔餁怏w：烷烴類，烯烴類等氣體
各種氣體制造：氫、氦、氬、氧、氮?dú)獾?br /> 腐蝕性氣體：濕的氯化物氣體等
空氣：包括含水，含塵埃的空氣、壓縮空氣等
煙道氣：各種鍋爐、加熱爐排放的煙道氣

2．蒸汽
飽和蒸汽、過熱蒸汽

3．液體
油類：原油、燃料油、含水乳化油、柴油等
水：原水、飲用水、生產(chǎn)水、污水等
各種水溶液：酸、堿、鹽水溶液等
有機(jī)物化學(xué)品：甲醇、乙二醇、二甲苯等

4．特殊流體
油＋HC氣＋沙
加氣的水：H2O+N2+空氣；H2O+CO2等

 

三、性能特點(diǎn)

1.安裝直管段要求低
上游直管：0－3D；下游直管：0－1D。
在實(shí)際安裝時管道內(nèi)流體的流態(tài)很少是理想的。如果流量計(jì)安裝在流體流動不能充分發(fā)展的管路上，例如彎頭，閥，縮管或擴(kuò)管，三通節(jié)頭等都會對流動的發(fā)展產(chǎn)生干擾，如果沒有足夠的上下游直管段對管內(nèi)流態(tài)進(jìn)行整型，管道內(nèi)流速分布會發(fā)生畸變或者產(chǎn)生旋渦，流速分布偏離典型的拋物面和指數(shù)曲面，用別的流量計(jì)技術(shù)測量，可能會產(chǎn)生很大的實(shí)質(zhì)性誤差。
由于V錐流量傳感器的外形和中心安裝位置的特點(diǎn)，它直接與流動的高流速區(qū)域產(chǎn)生相互作用，V錐體迫使高流速區(qū)域與靠近管壁的低流速混合，流體接近錐體時流態(tài)變得"扁平"朝著充分發(fā)展的流態(tài)形狀發(fā)展，可以在錐體上游重新形成流態(tài)，從而使用V錐傳感器比其他流量測量儀表只需要更短的直管段就能在管內(nèi)形成充分發(fā)展的流動。
流體在接近V錐體流動時可以產(chǎn)生扁平的流態(tài)分布，因此與其他其它差壓儀表相比，對上游的干擾因素更能發(fā)揮整形作用。V錐上游直管：0－3D；下游直管：0－1D。這對那些大口徑，費(fèi)用昂貴的管路用戶，或較短運(yùn)行管路的用戶帶來好處。
有些特殊條件，例如單個或雙個彎頭不在同一平面或接近儀表上游，在這種情況下V錐仍然可以產(chǎn)生扁平流態(tài)。這意味著當(dāng)不同流態(tài)接近錐體時，始終會產(chǎn)生一個可預(yù)測的流態(tài)，保證儀表地測量。

2、量程比很寬
可以測量較低雷諾數(shù)范圍(Re≥8000)的流量(小流量)。
典型量程比是10∶1，選擇合適的參數(shù)，可以做到50∶1。由于V錐體是懸掛在管道的中央，它直接與高流速區(qū)域產(chǎn)生相互作用，迫使高流速區(qū)域與靠近管壁的低流速混合；當(dāng)流量減小時，V錐繼續(xù)與管道內(nèi)的大流速產(chǎn)生相互作用，在其它差壓儀表可能檢測不出差壓信號時，V錐傳感器仍然能夠產(chǎn)生差壓信號(當(dāng)雷諾數(shù)低到8000時，傳感器還可以產(chǎn)生差壓信號)。這是V錐流量計(jì)在檢測小流量時的一個大優(yōu)點(diǎn)。

3、高精度
V錐傳感器的一次元件精度為±0.5%。流量測量的系統(tǒng)精度取決于V錐傳感器的精度等級和差壓變送器、二次儀表的精度等級等。

4、重復(fù)性好
V錐傳感器的重復(fù)性優(yōu)于0.1%

5、V錐傳感器耐磨損，傳感器長期穩(wěn)定性能好

由于V錐體的外形是收縮流體，在錐體表面產(chǎn)生真空效應(yīng)，不會對突變表面產(chǎn)生撞擊，沿錐體表面形成分界層，引導(dǎo)流體離開β邊。這意味著β邊不會遭到臟污流體的磨損，因此β系數(shù)保持不變，V錐傳感器具有長期穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)。但是孔板等節(jié)流元件的銳邊常受到磨損，β系數(shù)發(fā)生變化而影響檢測的穩(wěn)定性。

6、信號穩(wěn)定性好

差壓檢測一般都有"信號波動"，即使在流量穩(wěn)定情況下，一次元件產(chǎn)生的信號也會由于干擾而有一定的波動。例如孔板流量計(jì)，在孔板后面會形成長長的渦流，這種長的渦流會產(chǎn)生高振幅，低頻率孔板信號，干擾流量計(jì)的讀數(shù)。對于V錐傳感器，流體通過V錐，在V錐體后面形成短的渦流，產(chǎn)生低振幅，高頻率信號，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的V錐信號。其信號波動是孔板的1/10。見下圖：V錐和孔板信號。

7、壓力損失小
因?yàn)榱黧w對突變V錐的平滑表面沒有撞擊，因此V錐傳感器的壓損比孔板低。同樣，由于V錐信號的穩(wěn)定性，同樣流量的滿量程V錐差壓信號比其它差壓儀表低。這樣可以降低的流體壓損。同樣的β值，其壓損是孔板的1/3～1/5。

8、V錐體β系數(shù)計(jì)算范圍寬
由于V錐傳感器的V錐的幾何形狀，使得它的β系數(shù)范圍寬，標(biāo)準(zhǔn)的β系數(shù)范圍：0.45, 0.55, 0.65, 0.75, 0.85。

9、V錐傳感器不堵塞，不粘附，無任何滯留死區(qū)，特別適用于臟污介質(zhì)的流量測量
由于V錐傳感器是基于流體流過V錐"一掃而過"的設(shè)計(jì)理念，不可能在管內(nèi)有流體中的顆粒、殘?jiān)?、凝結(jié)物沉積的滯留區(qū)域。它具有自清潔的功能，適用于臟污流體的流量測量，比如：焦?fàn)t媒氣、高爐媒氣、原料油、渣油等。

10、可以測量高溫高壓的介質(zhì)
工作溫度高850℃，大壓力40MPa。

11、規(guī)格齊全，安裝方式靈活
可選擇法蘭式、對夾式、直接焊接式等。管徑尺寸從15mm～2000mm。