V锥流量计与孔板流量计的比较

V锥流量计和孔板流量计同属于差压类流量计,但是由于内部结构不同,V锥流量计和孔板流量计各有特点。该文结合实例,对V锥流量计和孔板流量计的优缺点做了详细的比较。     

湍流模型对双支撑型V锥流量计的适用性研究

本研究旨在探索一种适用于双支撑型V锥流量计仿真工作的湍流模型。以50 mm、100 mm、200 mm口径共计6种样机为研究对象,在常温常压条件下,以水为介质,雷诺数范围为1.0×104~29.9×104,分别采用标准k-ε、RNG k-ε以及SST k-ω3种湍流模型对其流出系数及其线性度误差指标进行仿真预测。为验证仿真准确度,同时开展实流实验研究,将仿真预测结果与实流实验进行对比,结果表明SST k-ω模型对于不同结构的V锥流量计的仿真线性度误差在0.04%~0.32%,与实流实验吻合较好。利用SST k-ω模型预测的流出系数与实验数据的平均误差为6.6%,优于经典的k-ε模型,更适用于双支撑型V锥流量计流场仿真和流出系数的预测。     

V形内锥流量计关键参数对流出系数的影响

将计算流体动力学仿真试验和实流物理试验相结合,剖析V形内锥流量计的流出系数特性,探索不同等效直径比β、前后锥角以及雷诺数等对流出系数的影响规律。湍流模型为RNG k-ε模型。针对100 mm口径,设计了β值分别为0.50、0.65、0.85,前锥角分别为40º、45º、50º,后锥角分别为120º、130º、140º,共27种组合的V形内锥体,仿真介质为水,温度为293 K。经过数值模拟试验,获得了27条内锥流量计流出系数特性曲线。为进一步验证仿真试验结果,在已有实流试验系统的基础上,建立针对V形内锥流量计的专用自动标定平台。两类试验数据比较发现：内锥流量计的流出系数不仅和雷诺数有关,还与等效直径比β及前后锥角相关。首先,β值越大,流出系数越小,且β值越大,流出系数更易受雷诺数的影响;其次,β值相同时,前锥角对流出系数具有决定性的影响,而后锥角对流出系数的线性度具有一定程度的影响;第三,较大的前锥角可减弱雷诺数对流出系数的影响。数值模拟试验预测平均误差约5%,最大值小于10%。     

基于APDL的V锥流量计悬臂支撑的优化研究

利用APDL参数化编程的方法对V锥流量计的悬臂支撑进行了参数化建模,运用ANSYS中优化模块对流量计悬臂支撑的尺寸进行了优化,其结果表明优化后悬臂支撑的受力情况得到了显著的改善,同时使得V锥流量计尺寸更加合理,并提高了材料的利用效率,实现了优化的意义。     

新型差压式流量计的设计

通过对内舍V型内锥的圆管内的流体流动进行分析，推导出差压式流量计的流量方程，设计了一个适用于发动机试验情况的V型内锥流量计，最后通过试验对此流量计进行标定，并检验了其精度。     

基于黏性比例因子的锥形流量计最优锥角选择

锥形流量计的锥角参数是影响锥形流量计性能的重要参数,锥体前锥角和后锥角均有较大的取值范围,这造成供选择的锥角组合无限多。通过实验和传统的CFD仿真优化锥形流量计锥角工作量大,效率低。研究证明了锥角的变化引起的下游取压位置处的压力波动会导致锥形流量计流出系数的改变。根据流体力学本构方程理论定义了评价黏性应力对压力波动影响的黏性应力比例因子k1和k2,并得到结论:任一锥角组合锥形流量计下游取压位置处黏性比例因子k1和k2越大,锥形流量计的压力信号受到的干扰越大,对应的流出系数重复性和线性度误差越差,在低入口雷诺数状态下这种干扰尤为明显。基于黏性比例因子的具有不同锥角组合锥形流量计的性能预测结论是:β值在0.45~0.75的锥形流量计,前锥角为27.5°±2.5°,后锥角为65°±5°时锥形流量计的流出系数重复性和线性度误差好于其他的锥角组合。实验测试DN100口径,β值分别为0.45,0.5和0.65的9个不同锥角组合的锥形流量计,实验结论证明了基于黏性应力比例因子的锥形流量计锥角组合预测的准确性。     

基于粘性比例因子的锥形流量计最优锥角选择

锥形流量计的锥角参数是影响锥形流量计性能的重要参数,锥体前锥角和后锥角均有较大的取值范围,这造成供选择的锥角组合无限多。通过实验和传统的CFD仿真优化锥形流量计锥角工作量大,效率低。研究证明了锥角的变化引起的下游取压位置处的压力波动会导致锥形流量计流出系数的改变。根据流体力学本构方程理论定义了评价黏性应力对压力波动影响的黏性应力比例因子k1和k2,并得到结论：任一锥角组合锥形流量计下游取压位置处黏性比例因子k1和k2越大,锥形流量计的压力信号受到的干扰越大,对应的流出系数重复性和线性度误差越差,在低入口雷诺数状态下这种干扰尤为明显。基于黏性比例因子的具有不同锥角组合锥形流量计的性能预测结论是：β值在0.45~0.75的锥形流量计,前锥角为27.5°±2.5°,后锥角为65°±5°时锥形流量计的流出系数重复性和线性度误差好于其他的锥角组合。实验测试DN100口径,β值分别为0.45,0.5和0.65的9个不同锥角组合的锥形流量计,实验结论证明了基于黏性应力比例因子的锥形流量计锥角组合预测的准确性。     

基于V锥流量计压损比的湿气液相流量在线检测

针对湿气中液相流量在线检测误差较大的问题,提出采用V锥流量计压损比实现湿气液相流量直接测量的思路。实验研究了节流比分别为0.45、0.55、0.65和0.75的4个V锥流量计压损比特性,结果表明,压损比较好的反映了湿气中含液量的变化,其随液体密度弗鲁德数增大而增加,并且受气液密度比的影响;对于节流比为0.55的V锥流量计,在本实验范围内,压损比基本不受气体密度弗鲁德数的影响。建立了该流量计基于压损比的湿气液相流量测量关联式,其预测的绝大部分工况点液相流量满度相对误差小于±5.0%;当体积含液率大于0.5%时,液相流量相对误差优于±20.0%。研究结果可为建立基于单节流装置双差压的湿气气、液分相流量在线测量方法提供技术支撑。     

"V"型内锥式流量计的应用前景

长期以来,标准孔板由于其发展技术成熟、标准化程度高、结构简单等特点在过热蒸汽流量计量中得到非常广泛的应用.然而,孔板流量计存在着一些固有的缺陷,如流出系数不稳定、线形差、重复性不高、准确度受客观因素制约而无法达到设计要求、量程比小、压损大等.本文介绍"V"型内锥式差压流量计的工作原理,分析了如何解决孔板流量计的这些缺陷,并通过计算实例介绍"V"型内锥式流量计在节能方面的优点,最后介绍在恶劣条件下"V"型内锥式流量计是如何提供准确计量的.     

上游单弯头对内锥流量计性能影响的仿真与实验研究

旨在获取上游安装单个90°弯头条件时内锥流量计所需要的最短直管段长度.将计算流体动力学数值仿真和实流实验有机结合,通过数值仿真揭示速度场与压力的分布信息,预测上游弯头及直管段长度对内锥流量计流出系数的影响规律,并结合实流实验进行验证.仿真和实验的介质均为常温水,雷诺数范围分别为0.498×105～4.98×105和0.14×105～5.1 × 105.实验包含基线实验与弯头实验两种类型,以基线实验为基准,其中节流比分别为0.45/0.65/0.85,利用平均流出系数相对误差及附加不确定度作为安装条件影响的主要评价标准,给出上游单个90°弯头的直管段长度,并与国外研究结论进行了比较.     

上游阻流件对孔板流量计性能的影响

利用常压气体作为流动介质,以流出系数平均相对误差、线性度和不确定度为评价指标,通过实流实验,研究上游组合管件对孔板流量计测量性能的影响。根据不同的上游阻流件对孔板流量计测量精度的影响进行了实流实验研究。根据实验结果,为保证相对误差在可接受范围,给出对于不同形式的上游组合管件孔板流量计对前直管段长度的建议。     

内外管压差流量计的压力损失

针对现有流量计的节流方式存在压损大、扰动大以及差压信号稳定性不足等问题,设计了一个新型内外管差压流量计。在介质为水的情况下,对不同管径的六种模型进行Fluent仿真对比,结果表明异径管管径为10/20这一模型为最优模型。此外,在相同条件下,将该最优模型与等径比β为0.6的V锥流量计进行压损对比,得出该内外管压差流量计耗能仅为常规V锥流量计的不到10%的结论。     

设计和使用V锥流量计应注意的问题

针对V锥流量计在设计和使用中出现的问题,分析产生的根源并提出有效的解决措施.     

我国工业自动化仪表与控制系统取得重要进展

工业自动化仪表方面，近年来温度仪表的重要进展主要体现在红外热像仪的应用迅速扩大。流量仪表内锥流量计创新成果显著，我国已经拥有各种与V锥相关或相近的流量计产品专利超过20项，其中至少6项目是发明专利，超过了美国，成为V锥流量计专利高产国。国产低端压力变送器和带HART功能的压力变送器近年来也发展很快。品种多、规格全、价格低，在市场上已经很具竞争力。控制阀行业近年来的进展是显著的，产品“跑冒滴漏”现象得到很大改进，不少产品质量达到国外主流产品水平。     

直管段长度对涡轮流量计测量性能的影响

利用恒定水压作为流动介质,以流出系数平均相对误差、线性度为评价指标,通过实流实验,研究上游组合管件对涡轮流量计测量性能的影响。根据不同的上游阻流件对涡轮流量计测量精度的影响进行了实流实验研究。根据实验结果,为保证相对误差在可接受范围,给出对于不同形式的上游组合管件涡轮流量计对前直管段长度的建议。     

上游双弯头对内锥流量计性能的影响

为提高对内锥流量计安装与使用条件的认识,开展了上游连续两个90°在同一平面成S型结构和互成垂直平面上弯头的数值仿真与实流实验研究.研制了实验样机一套,β值分别为0.45/0.65/0.85.利用平均流出系数相对误差及附加不确定度作为安装条件影响的主要评价标准,研究结果表明:对于β值分别为0.45/0.65/0.85的内锥流量计,在互成垂直面双弯头安装条件下所需最短直管段长度均为1D;在同平面S型双弯头安装条件下所需最短直管段长度分别为1D/1D/2D.     

孔口流量计正压测试夹具和可膨胀系数的研究

孔口流量计是标准孔板流量计的特殊使用形式,为环境监测领域中常用流量测量元件。孔口流量计在校准时按上游入口压力的不同,其校准方法分为微正压和微负压两种校准工况。两种工况均为国家标准和规范推荐方法,但校准出的流量系数差距达10%。夹具引入的附加差压和仪表流量系数线性度误差是导致两种校准工况流量系数偏差的原因。通过CFD仿真研究,设计对被校准孔口流量计上游压力影响较小的夹具形式和结构参数。在仿真数据的基础上计算得到适用于常用管径和雷诺数范围的孔口流量计的可膨胀修正系数公式。运用上述成果并进行试验验证,正压和负压校准流量系数的差距减小至±0.5%以内。校准流量范围内孔口流量计流量系数线性度也有0.1%左右的提升。     

V锥流量计的优化设计

主要目的在于探讨当前流行的“V”型内锥式非标准流量计的形状优化问题。采用计算流体力学软件FLUENT代替复杂繁琐的流量标定实验。对不同前后锥角节流装置进行了线}生J受、压损和压力梯度的对比分析,得出优化结果和各种规律性。采用三维建模,分析支撑杆对流量计性能的影响。使用有限元软件ANSYS,并结合FLUENT得出的流场条件,进行节流装置的结构刚度分析,得出最大应力区域和最大变形大小。以探讨其在大流场条件下的可靠性和准确性。     

径距取压孔板流量计存在问题及解决办法

工艺生产装置中化工仪表里流量计有质量流量计、容积式流量计、速度式流量计、差压式流量计、靶式流量计等,而差压式流量计又有孔板式流量计、喷嘴式流量计、文丘里管式流量计、弯管流量计、V锥流量计、皮托管流量计、匀速管流量计、楔形流量计、径距取压孔板流量计等。文章以径距取压孔板流量计为研究对象,通过学习工作原理、结构形式、安装要求,掌握径距取压孔板流量计存在问题及解决办法;工作中遇到化工装置生产过程中出现径距取压孔板流量计一些故障,不断根据现场实际情况分析和解决其存在问题,总结了径距取压孔板流量计存在问题及解决办法及经验。     

新产品信息与动态

FFM64系列智能金属管浮子流量计富沃得(上海)仪表有限公司是流量计专业生产厂家,公司长期致力于流量检测技术的研发和生产,产品包括V锥流量传感器、电磁流量计、涡街流量计和智能金属管浮子流量计。FFM64系列智能金属管浮子流量计是美国富沃得公司采用最新专利技术生产的变面积式流量仪表,是工业自动化检测过程中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小,检测范围大,使用方便等特点,可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量,特别适宜对低流速小流量的介质流量测量和高温、高压介质,不透明及腐蚀性介质的流量测量。FFM64系列金属管浮子流…