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西安三聯(lián)測控技術(shù)有限公司
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矩形流量計設(shè)計與測量應(yīng)用

時間:2025/2/11閱讀:171
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矩形流量計是一種新型的差壓流量一次元件,可以測量氣體、液體和蒸汽(包括油漿、高粘度液體)以及重摩擦性(含固體顆粒的)流體和腐蝕性流體。

這種節(jié)流元件是以楔形和文丘里為基礎(chǔ),結(jié)合二者的優(yōu)點,在關(guān)鍵性能上做出了明顯的改進(jìn),成為一種高精度高可靠性的節(jié)流元件,從而拓寬了差壓流量計的應(yīng)用范圍。

根據(jù)市場調(diào)研發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在大部分工業(yè)行業(yè)常用的流量計量工具為楔式和文丘里流量計。雖然說這些流量計便于測量,但是在使用階段會導(dǎo)致測量摩擦性流體時,造成楔塊棱角線容易磨損, 楔塊后部管壁易于被氣蝕腐蝕和磨損等情況發(fā)生。因此選擇三聯(lián)測控優(yōu)化的SLFS矩形流量計是可以解決磨損及不穩(wěn)定情況下造成數(shù)據(jù)測量不精準(zhǔn)的難題。為何說SLFS系列矩形流量計的穩(wěn)定性能高呢?


工作原理及產(chǎn)品特點

矩形流量計是一種產(chǎn)生差壓信號的節(jié)流元件,根據(jù)流體力學(xué)方程,由差壓信號與流量的對應(yīng)關(guān)系,可以精確地測算流體流量。這種節(jié)流元件是以楔形和文丘里為基礎(chǔ),結(jié)合二者的優(yōu)點,在關(guān)鍵性能上做出了明顯的改進(jìn),成為一種高精度高可靠性的節(jié)流元件,從而拓寬了差壓流量計的應(yīng)用范圍。矩形流量計是在楔形流量計與文丘里流量計的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種新型差壓式流量測量儀表,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。矩形流量計既結(jié)合了楔形流量計和文丘里流量計的設(shè)計優(yōu)點,又在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)上作了實質(zhì)改進(jìn),用平緩收縮和擴張的階梯矩形代替頂端尖銳的楔塊,從而在測量臟污磨損性流體時更加耐磨、穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

圖片

圖1 矩形流量計結(jié)構(gòu)示意

矩形流量計無可動部件、耐磨損,測量精度可保持長期不變,這是孔板流量計、楔形流量計等達(dá)不到的,解決了許多其他流量計無法解決或效果不佳的流量測量問題,尤其是高黏度介質(zhì)、強腐蝕性介質(zhì)和重摩擦性介質(zhì)流量的高精度測量問題。矩形流量計采用的流量計算方法如式(1)~式(2)所示:

圖片             (1)

β=
圖片          (2)


式中:qV——體積流量;C——流出系數(shù);ε——可膨脹系數(shù);β——節(jié)流面積比,即流通面積與管道截面積之比;D——管道內(nèi)徑,mm;Δp——差壓,Pa;ρ——介質(zhì)密度,kg/m3




產(chǎn)品特點



● 除常規(guī)的差壓顯示、百分比顯示、電流值顯示,邁格矩形流量計還具備體積流量顯示、質(zhì)量流量顯示、無需DCS開方計算,可直接輸出流量

● 以楔形和文丘里為基礎(chǔ),結(jié)合二者的技術(shù)優(yōu)勢

● 精度高,量程范圍寬(1:30 )

● 可靠性高,耐磨損,牢固,直管段要求短

● 使用壽命長,壓力損失小

● 測量油漿、高粘度液體、及腐蝕性流體 

● 惡劣工況和苛刻條件下測量,提供了有利的支撐

image.png


應(yīng)用優(yōu)勢  



矩形流量計能很好地解決了楔式流量計在高摩擦性粉狀固體測量時3到6個月就被磨穿的問題,同時又解決了對大量程比和高精度測量的需求,減少了安裝空間。雖然一次性投資比楔式流量計大,但是耐磨使用壽命是楔式流量計的2-5倍,而且壓頭損失減少的節(jié)能也帶來運行成本的降低。根據(jù)使用者調(diào)研發(fā)現(xiàn),三聯(lián)測控SLFS系列的矩形流量計在替代文丘里時,在保證同樣測量精度的前提下,解決了高粘度介質(zhì)和含固體粉塵介質(zhì)測量的問題??梢?,相比傳統(tǒng)的流量計而言,在國內(nèi),S矩形流量計相對精度很高能滿足現(xiàn)場要求

圖3為矩形流量計的管道截面速度云圖,根據(jù)圖3可知,管道中渣油的流速變化幅度相對不大。根據(jù)伯努利方程可知,流速越高,壓力越小,所以可定性分析出矩形流量計的壓力損失相對較小。

圖片

圖3 矩形流量計管道速度云示意(數(shù)值單位:m/s)

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圖4 矩形流量計管道速度矢量圖示意
矩形流量計的管道截面的局部速度矢量圖如圖4所示,通過圖4較為流暢的箭頭可以發(fā)現(xiàn),加裝矩形流量計之后管道中基本不存在渦流區(qū)域,這是由于矩形流量計采用流線型節(jié)流通道,具有一個適當(dāng)長度的喉管,該喉管起到整流的作用,有效地平抑了流體的波動,再加上后部的壓力恢復(fù)段,延伸了該流線型流道,使得整個流量計內(nèi)部不會產(chǎn)生渦流和震動,避免了因渦流產(chǎn)生的磨損。矩形流量計可以連續(xù)使用3 a且測量精度不變,其使用壽命是楔形流量計的4倍以上。上述現(xiàn)象也可表明矩形流量計的壓力損失相對較小,同時精度較高。



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