差壓式流量測量之楔形流量的測量
楔形流量測量主要用于測量泥漿、煤焦油瀝青、煤水懸浮液以及其他高黏度流體及懸浮液的流量,在電力和污水處理等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用,尤其是在原油、重油及懸浮液的流量測量方面有其*的*性。
楔形流量傳感器的節(jié)流件為V型的楔形件,安裝時將楔形件的頂部朝下,如圖所示,取壓口用雙法蘭連接。V型的楔形件頂部朝下安裝有利于顆粒狀流體順利通過楔形節(jié)流件,特別是有懸浮物的流體,對于水平安裝的圓管來說,懸浮物容易懸浮在圓管的上半部,只要楔形件角度設(shè)計合理,便可消除滯流區(qū),使懸浮液順利通過楔形節(jié)流件,防止管道堵塞等現(xiàn)象。即使被測介質(zhì)中含有一定量的雜質(zhì),楔形流量傳感器也能正常工作。
當被測流體流經(jīng)傳感器時,在楔形件的上下游將產(chǎn)生與流量成一定比例的靜壓力差△p,通過測量該壓力差就可得到流量值。
其體積流量公式為:
(4-17)
其中,qv—體積流量(m³/s);D—管道直徑(m);A—弓形流通面積;m—弓形流通面積A與管道截面積之比;β1—節(jié)流件前流體密度(kg/m³);△p—實際測得的差壓(pa);ε—流體流束膨脹系數(shù);α—流量系數(shù)。
實際上,由于楔形節(jié)流件開口高度比較難以測量,所以弓形流通面積的大小就很難確定,因此往往將流量公式中的mαD2通過實驗單獨標定,楔形流量傳感器的測量精度也相當高。
根據(jù)楔形節(jié)流件與管道的連接方式,楔形流量傳感器的結(jié)構(gòu)可分為兩種形式。當管道直徑小于50㎜時,可采用圖4-7(a)所示的分離式結(jié)構(gòu),楔形節(jié)流件和管道可以拆卸分離;當管道直徑大于50㎜時,則一般采用圖4-7(b)所示的整體式結(jié)構(gòu),楔形節(jié)流件和管道焊接成一體,不可以分離。
楔形流量傳感器的優(yōu)點不僅是它能夠測量懸浮液和高黏度流體,還在于它在很低的管道雷諾數(shù)情況下,流量與差壓之間仍能保持平方根關(guān)系,且結(jié)構(gòu)簡單,安裝、使用和維修方便。