v锥流量计原理图 v锥流量计是由v锥传感器和差压变送器组合而成的一种差压式流量计,可精确测量宽雷诺数范围内的各种介质的流量。
其测量理论:由于实际流体都具有粘性,不是理想流体,当其在管道中流动时,在充分发展管内流动的前提下,具有层流和紊流两种流动状态。根据连续流动的流体能量守恒原理和伯努利方程:对于以层流状态流动的流体,其流速分布是以管道中心线为堆成的一个抛物面,流体通过一定管道的压力降于流量成正比;对于紊流状态流动的流体,其流速分布是以管道中心线为对称的一个指数曲面,流体通过一定管道的压力降于流量的平方成正比。
v维传感器是在侧脸管中与安装管道中心线同轴的v锥体。该传感器的测量管和v锥体是经过设计、精密加工的。流体在测量管内流经v锥时,在v锥前重新形成流态局部收缩,流速增大,静压下降,在v维体前后产生压差p。在上游管壁处测得高压pa,在v锥体下游端面的中心轴处开取压口取得低压pl,如图所示:
v锥流量计计算公式 v锥流量计算公式如下:
△p=p1+p2:△p:锥体产生的差压;p1:锥体上游压力;p2:锥体下游压力
β=:β:节流系数,无纲量;d:管道内径;d:锥体外径
v锥流量计的锥体的外形是通过多年的连续实验、评估和改进后得出的,是此类流量计的最佳外形。能在不同的工况中使用。我们可以借助管道流速曲线来理解v锥流量计的性能。如果介质通过一个很长的管道,而且在管道中没有受到任何阻碍和干扰,那它的流速分布将很均匀。靠近管壁的流速几乎为零,而管道中心的流速将达到最大(图1)当我们将锥体悬挂在管线中心时,锥体将直接同流体的高速区接触,迫使高速区的流体同近管壁低速区的流体混合从而使流速均匀化,这样测出流体的流速更加准确。
流速曲线图(图1)
在现实工况中,流速是很难分布均匀的,很多情况都会造成流体分布的不均匀。管道上的任何变化都可能对流体造成影响:如弯头、阀门、缩径、扩径、泵、三通等等。而v锥流量计利用锥体对流速分布曲线进行重新塑造(图2),经过锥体“整流”后的流体分布趋于均匀,可保证仪表在恶劣的条件下获得较高的测量精度。这样使得v锥流量计的应用范围更加宽阔。
整流后的曲线(图2)
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