氣體流量計選型

       對于傳統的差壓式流量計,特別是以孔板為代表的節流式的差壓流量計,對其前后的直管段都有嚴格的要求,這是因為流體在管道中輸送時,往往要流經各種閥門,彎頭、三通等阻流件,流體通過這些阻流件時,會產生各種擾動,對流量計的精度,甚至正常使用都帶來影響。為滿足工業生產中對氣體的流量準確測量的需要,并可以有效控制氣體流速,需要設計氣體流量檢測系統,這是確保生產安全高效運行的前提條件,同時也是確保企業效益,實現管理科學性保障的基礎。流量測量是氣體貿易測算中不可缺少的必要環節,必須通過雙方認可的檢測精度,才能保證交易的公平合理。

流量參數是工藝過程控制中一個十分重要的控制變量,特別是在化工等物料反應性工藝系統中,流量參數的控制特別是某些精確流量控制對整個工藝系統的正常運轉和資源的高效利用都有著極其重要的意義。這其中對氣體流量的測量一直是一個難題,由于氣體介質的可壓縮性,一定體積下氣體的密度受溫度和壓力的影響比較大,這些都決定了他的流量測量要比液體介質更加復雜。
1 常用氣體流量計選型
1.1 標準節流差壓式流量計
基于流體連續性原理和流體力學能量守衡原理,遵從伯努利定律進行流體體積流量測量。對于傳統的差壓式流量計,特別是以孔板為代表的節流式的差壓流量計,對其前后的直管段都有嚴格的要求,這是因為流體在管道中輸送時,往往要流經各種閥門,彎頭、三通等阻流件,流體通過這些阻流件時,會產生各種擾動,對流量計的精度,甚至正常使用都帶來影響。對其本身而言,節流前后存在較大的壓力損失,造成一定量能源浪費。
平衡式流量計屬于第三代的節流裝置式流量計,其測量原理與孔板等傳統差壓流量計一樣,其與孔板流量計相比只是從單孔變為了多孔,多孔的結構構造使得其不僅能夠起到原有節流作用而產生差壓的功能,更重要的是起到了很好的整流流體的作用,其所產生的差壓更加的穩定,流體恢復性極強,可極大
地提高測量精度。如下圖
 
孔板氣體流量計工作原理
氣體流量計選型
平衡流量計測量精度高,相比孔板流量計使精確度比傳統節流裝置提升了 5 到 10 倍,最高可達±0.3%。由于其多孔的結構,對流體起到整流作用,大大降低了對節流前后直管段的要求。多孔對稱的平衡式設計,多個流通孔分散受力,孔上無銳角磨損,減少了紊流剪切力和渦流的形成,降低了動能的損失。

1.2 渦街流量計
旋渦分離的頻率 f 與阻擋物側面的流速 V 成正比,與阻擋物的迎流面寬度 d 成反比,遵從下列公式:f=St V/d 其中 St為 Strouhal 斯特勞哈爾數,雷諾數在一定區段范圍內 St 是常數。由壓電元件測得頻率 f,便可測得工況流速 V,管道有效截面積 A 已知,進而可獲得流體流量。一般情況下,測量液體是下線流蘇為 0.3~0.5m/s 最大流速應不大于 7m/s;測量氣體時下限流速為 3m/s~5m/s,最大流速應不大于 60m/s。渦街流量計是對流暢畸變旋轉流等較敏感的流量計,它不適用于低雷諾數測量,一定情況下,采用雙發生體的渦街流量計可以測量
雷諾數較低的流體。
1.3 均速管流量計
流量參數是工藝過程控制中一個十分重要的控制變量,特別是在化工等物料反應性工藝系統中,流量參數的控制特別是某些精確流量控制對整個工藝系統的正常運轉和資源的高效利用都有著極其重要的意義。這其中對氣體流量的測量一直是一個難題,由于氣體介質的可壓縮性,一定體積下氣體的密度受溫度和壓力的影響比較大,這些都決定了他的流量測量要比液體介質更加復雜。均速管流量計測量元件通常是一根棒材,內有兩條獨立的孔道垂直插入管道,在正對于管道中心軸線前后各開有獨立的取壓孔。當流體流過時就會在探頭前面產生一個高壓區,而在后面產生一個低壓區,壓力通過取壓孔進入變送器,通過傳感器在流體中所產生的差壓進行流量計算。均速管流量計外形決定其流體壓力損失很小,永久壓力損失僅是標準孔板的 5%以下,均速管結構簡單,安裝維護比較方便。均速管可以反映流體實時真實的流速。
2 結語
綜上所述,氣體流量計選型是一個極其復雜的問題,幾種常用流量計對比可知,針對氣體介質多變的物理特性,氣體流量計的選型需要綜合考慮工藝工況條件、控制精度要求和實際運行環境等,選擇測量技術最適宜、運行最可靠同時經濟性又最高的流量計。實際應用中應優先以傳統性流量計為先,如多孔孔板,勻速管等,輔以配置能保證或進一步提高測量精度的措施。

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