插入式電磁流量計既便宜又方便,就是度太低,為什么?
(1)插入式流量計是市場的需要
電磁流量計、渦輪流量計、渦街流量計都有滿管式和插入式之分,為什么有滿管式還去開發(fā)插人式?這是因為需要。
①插入式流量計解決大管徑流量測量問題
渦輪流量計和渦街流量計一般都只能做到幾百毫米通徑,更大的尺寸就只能用插入式儀表。
②滿管式電磁流量計雖然公稱通徑址大做到3000mm.但體積龐大,價格昂貴,而插入式電磁流量計既小巧又便宜,所以在測量度要求不高的場合很受歡迎。
插入式渦輪流量計和插入式渦街流量計也有體積小、價格低的優(yōu)點。
③插入式流量計的第三個優(yōu)點,是與切斷球閥一起可實現不斷流插拔,所以可定期拔出檢查維護,從而為使用者帶來許多方便。
(2)插入式流量計工作原理
上述插入式流量計是基于速度面積法工作的。即儀表的輸出信號代表的僅僅是大管道內特定位置(一般為管道軸線或管道平均流速處)的流速,測量該處局部流速,然后根據管道內流速分布和傳感器的幾何尺寸等推算管道內的流量。其流量計算式如下。
①脈沖一頻率型測量頭(渦輪、渦街等)
qv=f/k
式中qv—體積流量,m3/s;
f—流量計的頻率信號,
K—流量計的儀表系數,P/m3,
Ko測量頭的儀表系數,P/m;
α—速度分布系數;
β—阻塞系數;
γ—干擾系數;
A—儀表表體(測量管道)橫截面之面積,m2。
②差壓式測量頭(皮托管等)
式中Kv—測量頭流速儀表系數;
ρ—流體密度,kg/m3;
△p—流量計差壓信號,Pa;
其余符號同前。
③電磁測量頭
qv=αβγAKvE
E—測量頭感應電動勢,V;其余符號同上。
④速度分布系數α的確定
速度分布系數定義為管道平均流速與測量頭所處位置局部流速的比值。
a.測量頭插于管道軸線處
式中α—速度分布系數;
ReD—管道雷諾數;
D—管道內徑,mm;
△—管壁粗糙度,mm。
b.測量頭插于管道平均流速處
a=1
管道平均流速處
y=(0.242±0.013)R
R=管道半徑。
由式(6.19)可見,速度分布系數α為管壁相對粗糙度與管道雷諾數的函數,測量時流量大小的變化將引起a的變化。設△/D=0.001,ReD從2×104變到3×105,a約變化2.8%;反之,設管道雷諾數為3×105,而管道粗糙度從0.001變到0.002,則α約變化1.4%。
⑤阻塞系數β的確定
阻塞系數的定義:修正由于插入桿、插入機構及測量頭引起的管道流通面積減小及速度分布崎變所產生影響的系數。
a.測量頭插于管道軸線處時
式中 S—阻塞率;
B—流量計插入桿直徑,mm;
d—測量頭直徑,MM;
D—管道內徑,mm.
b.測量頭插于深度h時
式中h—插入深度,mm;其余符號同上。
流量計阻塞系數β的計算
其中C值依管徑大小而定,需經實流校驗確定。
式(6.24)阻塞系數計算式是在側量頭為某種結構時求得的,因此該式只能作為一種參考計算式,要得到高精度的計算式,需依據其體結構的側量頭進行實驗,求得阻塞系數計算式。
⑥干擾系數γ的確定
干擾系數的定義:流量計所處管段前后阻流件之間直管段長度不足所引起的儀表系數變化的修正系數。干擾系數是非充分發(fā)展管流的修正系數,目前還缺乏成熟的實驗數據,一般可在現場直接校驗確定之。
⑦管道橫截面面積A的確定
管道橫截面面積A可通過實測管道內徑或管道外周長推算出。由管道外周長推算橫截面面積按下式計算:
式中A—管道橫截面面積,m2;
L—管道外周長,m;
a一管道外表面局部突出高度,m;
e-管壁厚度,
D—管道內徑,m。
當a>O.O1D或表面凹陷,使測量軟尺不能貼緊管道表面時,不能采用此法。
由于研究者所提供的推算模型都存在誤差,有的變量例如干擾系數還提不出確切數據,所以損失了部分度。例如滿管式電磁流量計的度一般能達到±(0.2~0.5)%R,而插入式電磁流量計在V≥1m/s時只能達到±2%R。
插入式電磁流量計 插入式渦輪流量計 插入式渦街流量計