關(guān)鍵因素對V錐流量計(jì)壓損的影響

關(guān)鍵因素對V錐流量計(jì)壓損的影響
        V錐流量計(jì)自20世紀(jì)80年代問世以來, 已成功應(yīng)用于石油、化工、天然氣等許多流量測量領(lǐng)域。隨著V錐流量計(jì)的推廣, 安裝條件、壓損等逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者、研究部門、制造商及使用部門討論與關(guān)心的熱點(diǎn)問題。國外學(xué)者研究的普遍結(jié)論是V錐流量計(jì)有較強(qiáng)的抗流態(tài)擾動(dòng)性能, 前后直管段的要求也比標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置低一些的結(jié)論。2004年至今, 天津大學(xué)先后進(jìn)行了關(guān)于內(nèi)錐量計(jì)流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)、彎頭影響及濕氣測量等方面的研究工作 , 取得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)成果。自2003年起, 國內(nèi)也在積極開展對V錐流量計(jì)的推廣使用工作, 然而許多生產(chǎn)廠家對量程比、壓損、精度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)乃至安裝條件多采取直接照搬美國M cC. 公司產(chǎn)品說明書的方式。客觀上, 由于V錐流量計(jì)的結(jié)構(gòu)尚未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化, 其等效直徑比、前后錐角、上下游支撐形式及尺寸、取壓方式等存在諸多差異, 這些不僅會對流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)產(chǎn)生影響, 同樣也會對V錐量計(jì)的壓損產(chǎn)生影響, 因此某些研究機(jī)構(gòu)給出的結(jié)論是否具有普適性值得推敲。目前, 國內(nèi)關(guān)于V錐流量計(jì)壓損的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)研究尚未見報(bào)道。本研究設(shè)計(jì)并制作了100 mm 口徑樣機(jī)一套, 等效直徑比分別為0. 45/0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85, 前后錐角為45../120.., 開展了壓損的實(shí)驗(yàn)研究。
        實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        本研究中設(shè)計(jì)并制作了內(nèi)徑為100 mm 的V錐流量計(jì)樣機(jī)一套, 實(shí)驗(yàn)錐體5個(gè), 前后錐角均為45../120.., 等效直徑比分別為0. 45 /0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85。錐體可從測量管中方便拆卸。實(shí)驗(yàn)布局設(shè)計(jì)如圖1所示, 流體至左測流入, 樣機(jī)上游直管段100D 。V錐流量計(jì)上游取壓孔為P1, 位于距錐體支撐管前端0. 5D 的管壁處, 下游取壓孔為P2, 沿錐體中心軸及支撐管中心軸取出, 通過差壓變送器1測得錐體前后差壓。實(shí)驗(yàn)表明, 距錐體尾部取壓孔P2 約3. 5D時(shí)壓力可恢復(fù)至正常值, 本實(shí)驗(yàn)中P2 ..為下游壓損取壓孔, 與P2 的距離定為4D  。壓損實(shí)驗(yàn)安裝圖如圖2所示, 箭頭表示流體流向。本實(shí)驗(yàn)對每種錐體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)均用2 臺差壓變送器, 一臺用于測量錐體前后的差壓..P , 另一臺測節(jié)流裝置產(chǎn)生的壓損..P ..。
        實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        壓損曲線：圖3給出了V錐流量計(jì)不同等效直徑比的壓損對數(shù)坐標(biāo)曲線, 可見..值相同時(shí), 壓損隨雷諾數(shù)的增大而增大, 呈線性關(guān)系; 在雷諾數(shù)相同時(shí), 壓損隨.. 值的增大而減小。圖4為相對壓損與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線, ..可見節(jié)流比不同, 相對壓損不同, 其值隨節(jié)流比的增大而減小; 雷諾數(shù)Re > 4 .. 104 時(shí), 不同..值的錐體其相對壓損不隨雷諾數(shù)的變化而變化, 基本恒定; 雷諾數(shù)R e < 4 .. 104 時(shí), 因壓損和有效差壓測量值均相對較小, 系統(tǒng)誤差增大, 相對壓損波動(dòng)。s
        結(jié)論
        通過關(guān)鍵因素對V錐流量計(jì)壓損影響的實(shí)流實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:
        1)V錐流量計(jì)的壓損不僅和..值有關(guān), 而且跟雷諾數(shù)有關(guān), 雷諾數(shù)相同時(shí), 壓損隨..值的增大而減小; ..值相同時(shí), 壓損隨雷諾數(shù)的增大而增大, 在對數(shù)坐標(biāo)下呈線性關(guān)系; 
        2)V錐流量計(jì)的相對壓損與雷諾數(shù)無關(guān), 受..值影響, 隨..值的增大而減小; 
        3)針對設(shè)計(jì)樣機(jī), 給出了新的V錐流量計(jì)壓損計(jì)算公式;
        4)本套V錐流量計(jì)的相對壓損值與國外相比偏高, ..值越大偏差越大, 從小到大5 個(gè)..值的偏差分別為0. 7% 、5. 8% 、10. 3% 、13. 2% 、21. 1% ; 
        5) 與文獻(xiàn)相比, 得出本套樣機(jī)壓損趨勢線介于孔板和和噴嘴之間且更靠近孔板的結(jié)論。