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v锥流量计是一种仅在2000年左右出现在中国的流量计。其工作原理与孔板流量计相同。当介质通过V形锥体时，由于阻流构件的V形锥体的存在，流体的流动面积改变，流速改变。根据伯努利方程，流速的变化引起压力的变化。
压力变化和流量之间有一定的关系。测量流量的目的是通过测量压差来实现的。虽然原理与孔板相同，但本质区别在于孔板是中央收缩式节流装置，而v锥流量计是侧壁收缩式节流装置。
众所周知,测量范围窄是制约孔板使用的主要原因。测量范围窄的主要原因是:孔板的流量系数随雷诺数的变化而变化较大,孔板的突然节流导致孔板后发生比较大的漩涡,该漩涡的存在直接导致信号噪声比较大,从而限制了它的测量范围。而V锥流量计克服了以上缺点。
V锥流量计结构示意图
如图所示,V锥流量传感器是由与管道同轴的内部节流件V锥和取压装置组成的,流体经过时并不是像孔板那样突然改变流体的流动状态,而是介质随着锥体的方向向边壁收缩,该锥体起到了调整介质流动状态的作用,重塑了流束曲线,使流体的流动更加稳定。而且由于惯性力的存在,介质经过V锥的边缘时并不直接冲刷锥体边缘,因此V锥的
如图所示,V锥流量传感器是由与管道同轴的内部节流件V锥和取压装置组成的,流体经过时并不是像孔板那样突然改变流体的流动状态,而是介质随着锥体的方向向边壁收缩,该锥体起到了调整介质流动状态的作用,重塑了流束曲线,使流体的流动更加稳定。而且由于惯性力的存在,介质经过V锥的边缘时并不直接冲刷锥体边缘,因此V锥的源。即使不考虑整流器,在同一流量下,V锥的压力损失一般也只有孔板的1 /2～1 /3。
v锥流量计有哪些优点？
1.精度高
由于V锥结构无可动部件,使得V锥具有很好的重复性,一般小于0. 1%。由于量程比宽,即它的线性度好, 从而使其精度较高。根据GB17167 -2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》规定,用于能源计量的流量计准确度等级要求为:煤气和天然气为2. 0级。所以在测试分离器出口的气体测量中,在10∶1的量程范围内, V锥加上差压变送器及二次表的总体误差不会低于1. 5级,完全能满足计量要求。
2、长期性能好
由于锥体的轮廓形状限制了介质的流动,流体沿着锥体形成了边界层,这意味着锥体的边缘不容易受不清洁的流体磨损,从而使开孔比β保持不变,使得流量计可以在很长时间内保持精度而不必校验。
V锥流量计也有缺点？
虽然V锥流量计有很多的优点,但是它还是存在一些不足之处。
1、需要标定
孔板是唯一通过保证几何尺寸就可以保证其测量精度的流量计。而V锥属于新型的流量计,虽然众多的厂家及科研人员做了大量的实验,但迄今为止V锥流量计可依据的国家标准有限,而且由于机密性和专利的限制,现已公布的有关V锥流量计结构设计的可利用的文献较为缺乏。各个生产厂商依据企标来生产,可以说产品鱼龙混杂,并不是每个厂商的产品都可靠。由于试验数据不充分,使得每台V锥流量计出厂时都必须经过严格的标定。从而也增加其费用。
2、售价较高
同种规格的V 锥流量计的价格要高于孔板流量计,但低于可更换孔板流量计。由于V锥的用料多、加工工艺复杂、标定费用高,使得其售价较高。但是在考虑流量计时,初次购买价及安装费用、仪表的可靠性、长期维护费用、永久压力损失等综合因素的总评才是选取流量计的依据,只有综合考虑并权衡了以上这些重要因素,才能做到合理选型。如前所述,V锥流量计除了在初次购买费用上高于孔板流量计外,其他的费用应该与孔板流量计持平或低于孔板流量计。尤其是在补偿压力损失所需要的耗能方面,V锥流量计远远优于孔板流量计。所以从长远考虑,使用V锥流量计的综合费用要低于孔板流量计。
使用可更换孔板的目的就是为了提高孔板的量程比。但是其价格昂贵。如果给V锥流量计配两台不同量程的变送器（压力变送器、差压变送器）,那么其量程比的扩展要远大于可更换孔板流量计,而其价格要远低于可更换孔板。
3、差压较低
由于V锥流量计的流出系数要大于孔板流量计的流出系数,使得相同流量时孔板的差压值要高于V锥的差压值。孔板流量计的变送器一般都是用中差压表,V锥流量计一般用低差压表。
三、结论
综上所述可知,在很多场合用V锥流量计代替孔板流量计,应该是利大于弊。对于文中开头例举的海洋平台测试分离器出口的气体测量,我们认为选择孔板流量计或可更换孔板流量计并不是最佳选择。V锥流量计应该更适合于该工况。当然对于其他工况还需要具体问题具体分析,不能一概而论。