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平衡流量計(jì)

2024-05-30

平衡流量計(jì)是一種較為特殊的差壓式流量?jī)x表,其設(shè)計(jì)和研發(fā)源于2003年美國(guó)航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)液氧流量計(jì),由美國(guó)NASA采用流量仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)。該流量計(jì)具有獨(dú)特的等雷諾數(shù)、增加節(jié)流件厚度和加工精度的特點(diǎn),使得其流動(dòng)性能接近文丘里,且構(gòu)造簡(jiǎn)潔、安全。平衡流量計(jì)通過(guò)其巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能夠在最短的直管段要求下,用相對(duì)較小的永久壓損換來(lái)較大的穩(wěn)定差壓,實(shí)現(xiàn)高精度長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)量。

平衡流量計(jì)的工作原理主要基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理。在理想流體的情況下,管道中的流量與差壓的平方根成正比。平衡流量傳感器是一個(gè)多孔的圓盤節(jié)流整流器,安裝在管道的截面上,每個(gè)孔的尺寸和分布都是基于特殊的公式和測(cè)試數(shù)據(jù)而定制的,稱為函數(shù)孔。當(dāng)流體穿過(guò)圓盤的函數(shù)孔時(shí),流體將被平衡整流,渦流被最小化,形成近似理想流體。通過(guò)取壓裝置,可獲得穩(wěn)定的差壓信號(hào),進(jìn)而根據(jù)伯努利方程計(jì)算出體積流量、質(zhì)量流量。

與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比,平衡流量計(jì)具有以下幾個(gè)顯著優(yōu)勢(shì):

  1. 測(cè)量精度高:平衡流量傳感器具有多孔結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),能夠?qū)α鲌?chǎng)進(jìn)行平衡,降低渦流、振動(dòng)和信號(hào)噪聲,使得流場(chǎng)穩(wěn)定性大大提高。表體采用特制的精密管道和專用取壓裝置,使得精確度比傳統(tǒng)節(jié)流裝置提升了5-10倍。經(jīng)過(guò)實(shí)流標(biāo)定,傳感器精確度可達(dá)±0.3%、±0.5%,適用于貿(mào)易計(jì)量場(chǎng)合。
  2. 直管段要求低:平衡流量傳感器能將流場(chǎng)平衡,調(diào)整穩(wěn)定,且壓力恢復(fù)比傳統(tǒng)節(jié)流裝置快兩倍,大大縮短了對(duì)直管段的要求。大多數(shù)情況下直管段可以小至0.5D~2D,尤其對(duì)于特殊或昂貴的管道,采用平衡流量計(jì)可以省去大量的直管段。
  3. 永久壓力損失低:平衡流量計(jì)的對(duì)稱平衡設(shè)計(jì)減少了渦流的形成和紊流摩擦,降低了動(dòng)能的損失。在同樣的工況下,與傳統(tǒng)節(jié)流裝置比較,壓力損失減少了70%,接近文丘里管,從而節(jié)省了相當(dāng)大的運(yùn)行成本。
平衡流量計(jì)

平衡流量計(jì)選型

在選擇平衡流量計(jì)時(shí),需要考慮以下幾個(gè)要點(diǎn):

  1. 測(cè)量介質(zhì)特性:需要考慮介質(zhì)是否腐蝕性、是否易于結(jié)垢、是否易于析出、是否易于滯留等,這將影響到應(yīng)選擇的材料和類型。
  2. 流量范圍和準(zhǔn)確度要求:根據(jù)需要測(cè)量的流量范圍以及所需的準(zhǔn)確度來(lái)確定合適的平衡流量計(jì)型號(hào)。
  3. 流量計(jì)輸出信號(hào)要求:輸出信號(hào)形式包括模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、脈沖信號(hào)等,在應(yīng)用過(guò)程中需根據(jù)具體場(chǎng)景選擇合適的信號(hào)輸出方式。
  4. 環(huán)境條件限制:需要考慮工作溫度、氣候狀況、防爆等因素,以便選擇適合的平衡流量計(jì)。

總之,平衡流量計(jì)作為一種高精度、低直管段要求的流量測(cè)量?jī)x表,在石油、化工、天然氣、電力等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。在選型時(shí),需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求,綜合考慮測(cè)量介質(zhì)特性、流量范圍和準(zhǔn)確度要求、輸出信號(hào)要求以及環(huán)境條件限制等因素,選擇適合的型號(hào)和規(guī)格。

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