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平衡流量计

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平衡流量计是一种革命性的差压式流量仪表,源自2003年美国航天飞机主发动机测液氧流量计,由美国NASA采用流量仿真技术设计和研发。它采用独特的等雷诺数、增加节流件厚度和加工精度,使流动性能接近文丘里,构造依然简洁、安全,但性能有质的飞跃,巧妙的结构设计能在最短的直管段要求下,用较小的永久压损换来较大的稳定差压,实现高精度长期稳定测量,将带来差压式流量计的革命。对传统节流装置进行了极大地改进,且该流量计具有平衡整流等显著特征,传统节流装置只有一个流通孔径,节流后使流体失去了理想状态,其工作原理与其他差压式流量计一样。

为了研究这项新技术,并把太空技术应用到民用领域,2003年起,NASA委托旗下A+Flowtek进行工业和商用领域的钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线应用和技术开发,现在A+K平衡流量计已经广泛应用到美国天然气、炼油、化工、电力等钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线。

2006年底,A+Flowtek与钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线科洋科技股份有限钱柜娱乐平台携手,在钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线建立亚太地区的加工基地,已申请并获得钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线实用新型发明专利。


1简介


都是基于密封管道中的能量转换原理:在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成正比;用测出差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量。

平衡流量传感器是一个多孔的圆盘节流整流器,安装在管道的截面上,每个孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和测试数据而定制的,称为函数孔。

当流体穿过圆盘的函数孔时,流体将被平衡整流,涡流被最小化,形成近似理想流体,通过取压装置,可获得稳定的差压信号,根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。

2特点


1.测量精度高

由于平衡流量传感器具有多孔结构的特点,能对流场进行平衡,降低涡流、振动和信号噪声,流场稳定性大大的提高,表体采用特制的精密管道和专用取压装置,使精确度比传统节流装置提升了5-10倍。

经过实流标定,传感器精确度可达±0.3%、±0.5%,适用于贸易计量场合。

几何尺寸检验,传感器精确度可达±0.5%、±1.0%,适用于过程控制场合。

平衡流量计加工重复性极高,与传统节流装置一样,在实流标定数据基础上,可以实现几何尺寸检定。

2.直管段要求低

平衡流量传感器能将流场平衡,调整稳定,且压力恢复比传统节流装置快两倍,大大缩短了对直管段的要求。大多数情况下直管段可以小至0.5D~2D,尤其对于特殊或昂贵的管道,采用平衡流量计可以省去大量的直管段。

3.永久压力损失低

平衡流量计的对称平衡设计,减少了涡流的形成和紊流摩擦,降低了动能的损失,在同样的工况下,与传统节流装置比较,压力损失较少了70%,接近文丘里管,从而节省了相当大的运行成本,值得大量推广。

4.量程比宽

与传统节流装置相比,平衡流量计极大提高了测量量程比,研究结果显示,雷诺数大于50000时,选择合适的孔径参数,平衡流量计无上限,根据工业测量实际应用的需要,常规测量量程比为10:1,选择合适的参数可以做道30:1或更高。

5.重复性和长期的稳定性好

平衡流量传感器能将流场平衡稳定,使重复性大大提高,可达到±0.1%。

平衡流量计多个流通孔分散受力,无锐角磨损,其β值长期保持不变,长期稳定性非常好;整个仪表无可动部件,使用寿命比传统节流装置延长了5-10倍。

6.耐脏污不宜堵

多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,从而大大降低了死区的形成,保证脏污介质顺利通过多个孔,减少了流体孔被堵塞的机会。

7.测量范围宽

根据实验结果,我们知道:平衡流量计的性能,使其流速可以从最小到音速,其最小雷诺数可低于200,最大雷诺数大于107;β值可选0.25~0.9。

8.适用范围

平衡流量计工作温度,压力取决于管道和法兰的材质和等级,工作温度最高可达到850℃,42MPa。

适合极低温流体LNG,液空气,液氮,液氧,液氩,液化乙烯,液氢,液氯等,能有效防止气化,测量效果最佳。

平衡流量计可以测量汽液两相、浆料、甚至固体颗粒测量,还可以测量双向流。

平衡流量计左右完全对称,因此可以十分方便地测量双向流。

3技术指标


管径范围:DN15~DN3000

精度:±0.3%、±0.5%、±1%;

直管段要求:0.5D~2D;

永久压损:孔板的1/3~1/4;

量程比:10:1,合适的工况数据可以做到更宽;

重复性:0.1%;

Re范围:200~107;

β范围:0.25~0.9;

温度范围:金属管道能承受的温度,最高可达850℃;

压力范围:金属管道能承受的压力,最高可达42MPa;

耐脏污:特殊的设计和计算;

可以测量双向流。

4应用范围


可应用于气体、液体、气液两相,液态气体、双向流、脏污介质、浆料的测量。

5平衡流量计的应用


平衡流量计,工业生产中的应用比较特殊,过去常用的就是节流装置,但由于节流装置存在着某种程度上的一些缺陷,比如:精度不高,比如在生产工艺上面的要求,计算方式,等等,所以现在工业生产中常用的就流量计较多一些。

这只是把平衡流量计对传统节流装置进行了极大的改进,并非说用平衡流量计就能完全取代节流装置,改进与升级后的钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线具有平衡整流等特征,因为,节流装置他只有一个流通孔径,节流后使流体失去了理想状态;而平衡流量计有多个函数孔径,能最大限度地把流场平衡整流成理想流体,从而将差压式流量计的优势发挥的淋漓尽致。

这也是工业革命的一次重大改进,节流孔板是英国发明创造的,流入钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线也很多年了。但对钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线的发展也起至尊的作用,现在常用的平衡流量计,他几乎适用于所有工业现场的流体测量,是流体测量技术的一场革命,目前平衡流量计已经广泛应用到,自动化工程,控制现场,石油石化、冶金冶炼、火力发电、天然气、水处理等钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线.

6平衡流量计的原理


平衡流量计就是一种的差压式流量仪表,只不过在钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线的性能与技术方面有所改进,同样的道理也各有优缺点,但是他的工作原理与其他差压式流量计还是一样的,也都是基于密封管道中的能量转换原理:在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成正比;用测出差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量。

平衡流量传感器是一个多孔的圆盘节流整流器,安装在管道的截面上,每个孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和测试数据而定制的,称为函数孔。

当流体穿过圆盘的函数孔时,流体将被平衡整流,涡流被最小化,形成近似理想流体,通过取压装置,可获得稳定的差压信号,根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量,现在随着工业自动化过程中的一些特殊要求,人们在生产生活方面的要求也在发生着变化,所以,平衡流量计和节流装置也会同时存在于应用现场。

7平衡流量计选型


AK

A+K平衡流量计

安装形式

PP

管道式

HF

管段对夹式

FF法兰对夹式

FW

焊接式

PF

双法兰式

SP方管式

平衡流量计与孔板对比

平衡流量计几乎适用于所有流体测量,是流体测量技术的一场革命,目前平衡流量计已经广泛应用到石油、化工、冶金、电力、天然气、水处理等钱柜娱乐登录_钱柜娱乐平台_钱柜娱乐_钱柜娱乐在线。

平衡流量计是近年来新发展起来的新型流量计,在标准孔板的基础上,采取四孔流通的方式,大大避免了标准孔板在现场使用压损大,前后直管段需要长的缺点,而且在测量方面也比标准孔板精度有了很大的提高,下面就给大家详细介绍下平衡流量计工业测量的优势。

标准孔板流量计现场使用的时候,压损大,前后直管段要求高是主要限制其发展的主要原因,但是平衡流量计由于其自身结构问题,从根本上实现了转换,起压损为标准孔板的1/4左右,直管段要求也仅为前3D后1D左右.常在1:3这样,而现场测量范围经常会超过这个范围,这个在很多时候也限制了标准孔板的应用,而平衡孔板流量计范围度正常比值大概在20:1这样,有些时候,上限流量更是无限制,其最小雷诺数可低于200,最大雷诺数大于10 7;β值可选0.25~0.90。

平衡流量计现场测量采取对称多孔结构,能对流体进行实际平衡,降低涡流和振动,相比孔板流量计现场测量,单是这些优点就提高了不少,同时测量范围广泛,从根本了解决了差压式流量计的缺陷,是标准孔板的升级。

平衡流量计长期稳定性好,由于其紊流剪切力的明显减小,大幅度降低了介质与节流件直接的摩擦,其β值长期保持不变,整个仪表无可动部件,因此可以长期保持稳定性。其次还具有标准孔板的所有测量优势,适合高温高压的测量场合,基本适用于所有现场介质的测量。

参考资料

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