準確度與節(jié)能效應流量儀表

易忽視的重要因素—裝置直管段長度

應是試驗室經(jīng)嚴格的順序標定后確定的但在現(xiàn)場條件下，   流量儀表的生產(chǎn)廠家在技術文件中都注明了準確度。大多數(shù)流量儀表都難以達到這個準確度。

但口徑未超過0.25m流速分布對準確度有舉足輕重的影響。   對絕大多數(shù)流量儀表來說（容積式、科式雖可除外。

、國內(nèi)行業(yè)規(guī)范為此都明確規(guī)定了流量儀表前應有30D后有5DD為管內(nèi)徑）直管段長度。

管內(nèi)的流速分布才干達到充分發(fā)展紊流，只有這樣。具有確定的分布規(guī)律，采用在試驗室標定的流量系數(shù)，才可保證達到廠家所說的準確度[1]

從工藝角度動身會有形形色色的各種阻力件（彎頭、閥門、變徑管、歧管等）   但實際安裝的現(xiàn)場。

十分復雜。從節(jié)約空間的角度考慮，其入口流速分布也是變化莫測。也不可能安排流量儀表有如此長的直管段長度。

流量儀表在現(xiàn)場應用中所達到準確度將遠遠低于廠家提供的數(shù)據(jù)。因此。

其原因在于流量儀表即使在現(xiàn)場直管段長度達不到規(guī)程要求所需的長度   但是直管段長度不足的問題臨時被忽視。

對一線的儀表工來說，仍會有輸出。儀表工作看似仍在正常”工作，

這類儀表的規(guī)范ISO07145[2]只是與必要的準確度相距甚遠。這個問題對以測點速來推算流量的儀表（如雙文丘利、插入式渦街、渦輪、熱式）尤為突出。

才可能具有±3%準確度。顯然，規(guī)定前直管段應具有30~50D長度。現(xiàn)場是很難滿足的

圖2 多孔平衡節(jié)流裝置

   為解決現(xiàn)場直管段長度不足。

規(guī)范化組織封閉管道流量專業(yè)委員會（ISOTC30多年來一直建議采用圖1所示的各類流動調(diào)整器（flowcondition又要堅持流量儀表具有較高準確度的問題。

管束（AGA /A SMEISOAGA ASME等）板孔（Mitsabishi及組合式（ZankerSprenkl

組合式效果雖好，其中。壓損卻數(shù)倍于前兩種；而板孔結(jié)構(gòu)簡單，易于加工、裝置、壓損也較低、發(fā)展?jié)摿^大。以上三類各有所長，

仍可堅持流量儀表具有較高的準確度，選用需因地制宜。裝置流動調(diào)整器可以在直管段長度達不到規(guī)范要求時。但為什么臨時以來并未得到預期的推廣應用？

還在于如圖1所示的管束結(jié)構(gòu)，原因不只在于增加了利息及維護工作量。

而裝置前后又要求具有前4~5D自身就要求具有2~4DD管內(nèi)徑）長度。

后（調(diào)整器與流量儀表間）3~4D總共約10D對于已經(jīng)“捉襟見肘”現(xiàn)場直管段長度而言很不現(xiàn)實。

一臺復合式流動調(diào)整器的加工利息不亞于一臺節(jié)流裝置；b.增加了裝置、維修工作量，難以實現(xiàn)。其次還有以下缺點：a.增加了本錢。若流體中含有粉塵，

臨時使用又得不到及時清洗，或固相物、凝析物。將沉積在水平調(diào)整器的下方，

無異于畫蛇添足。c.造成額外的壓力損失。鑒于上述種種原因，其結(jié)果反倒造成了速度分布不對稱的后果。雖經(jīng)ISOTC30多年推薦，并未得到工程界廣泛地認同。

還是啟發(fā)了業(yè)界的有志之士，但是所取得的整流效果。為以后開發(fā)新型流量儀表提供了依據(jù)。

ISOTC30公布了ISO5167新標準，   數(shù)年前。對經(jīng)典式規(guī)范節(jié)流裝置的裝置直管段長度提出了更詳細、更苛刻的要求，雖然規(guī)范節(jié)流裝置在滿足要求的情況下不用單獨標定，

流出系數(shù)就可達到很高的不確定度（如規(guī)范孔板為0.5%但是現(xiàn)場很難滿足上述條件。

近幾年國內(nèi)專業(yè)媒體、技術講座等都大力推薦美國市場呼喚一種對直管要求不高又能維持較高準確度的流量儀表。此背景下。

其環(huán)形收縮通道確有較好的整流效果[4]工程應用標明，McCROMETER公司于1986年推出的內(nèi)錐式流量計。也確對直管段要求不高

前直管段長度僅需0~3D而又能維持較高的準確度。但并非宣傳的那樣。

當β值小于0.6時，對不少此國內(nèi)高校及研究機構(gòu)進行了大量的測試[5][6]測試標明。流量計準確度可維持±1%前直管段長度仍需3~5D如為了減少*壓損

整流效果很差，令 β值加大到0.85時。前直管段長度應加大至10D以上。

   內(nèi)錐與管壁所形成的逐漸收縮的環(huán)形通道的確有整流效果應該充分肯定。但也存在以下缺乏：a單臂懸掛節(jié)流件內(nèi)錐已為事實證明。

造成了重大事故；b低壓取壓點位于內(nèi)錐后方漩渦區(qū)，確實存在平安隱患。

粉塵、污物易堵塞低壓引壓管；c內(nèi)錐后沒有動壓轉(zhuǎn)換為位能的恢復區(qū)。

β值較小時，所形成的漩渦肯定會產(chǎn)生較大的壓損。其壓力損失僅次于孔板。

圖3 多孔整流節(jié)流裝置

國內(nèi)先后推出了基于這種原理，   針對上述缺點。而結(jié)構(gòu)上優(yōu)化的新型節(jié)流裝置，如：槽道、梭式、雙錐式等[6]

推廣應用尚待時日。但宣傳力度遠不及內(nèi)錐。

由于它自身就需要一定的直管段長度制約了推廣應用。臨時的實踐過程中   本文前面已闡述了采用流動調(diào)整器的利弊。

對其整流效果影響不大，人們發(fā)現(xiàn)縮小流動調(diào)整器與節(jié)流件之間的距離。

即直接將整流器作為節(jié)流件的新型節(jié)流裝置，終推出了將整流器與節(jié)流件合二為一。

還解決了已很局促的直管段長度。此理念啟發(fā)下，這么做不僅節(jié)約了本錢。

2002年美國Rosemount公司首先按類似AGA /A SME四管整流器推出了四孔孔板（圖2a據(jù)稱可以將直管段長度縮短至2D仍可維持±1%準確度。

2004年美國A+Flowtek公司又推出了17孔的多孔孔板（圖2b[7]這17個孔分為三組，   此基礎上。

其余16孔分為二組，中心的一個孔孔徑大。每組8孔，其圓心分處于 2個不同的直徑上，

外圍的孔徑小。A+Flowtek公司稱其為BalancFlowmet中間的8孔孔徑次之。

據(jù)其說明書，譯為平衡流量計。相關技術參數(shù)為：準確度±0.5%直管段要求，前0.5D后0.5D量程比，10:1壓力損失，ΔPe/ΔP為30%

也有待實踐證實。特別有關所需直管長度的表述，   對于以上這些技術參數(shù)是否如廠商宣傳的那么值得商榷。

而多孔平衡流量計是由多孔孔板與短管組合成一個整體供貨的行業(yè)中一般確定為自節(jié)流件前端面（即多孔孔板）至上游阻力件出口的距離為前直管段長度。

平衡流量計的短管長度是2~10D要占有現(xiàn)場直管段的如此表述誤導用戶。所指的上游直管段0.5D指平衡流量計進口法蘭與阻力件之間的距離。

多孔整流式節(jié)流裝置，   基于技術的發(fā)展及市場的需求。

測試數(shù)據(jù)標明，并在第三方實驗室進行了流出系數(shù)、前直管段長度等測試。

直管段較短情況下，由多孔整流式節(jié)流裝置。具有較好的整流效果，值得推廣，現(xiàn)將局部數(shù)據(jù)及相關說明分述如下：

其功能除節(jié)流外，   本裝置的節(jié)流件是一個按一定規(guī)律布局的多孔孔板。還具有整流功能，故按其主要功能命名為多孔整流式節(jié)流裝置。

實驗設備流量不確定度為0.05%差壓變送器準確度為0.075%測試介質(zhì)為水，   實驗設備：為某航天部門的水流量實驗室。測試管徑為DN100

β值過大強度減弱、β值過大壓損太大。   β值的確定：建議β值取0.50~0.65之間。

對三種結(jié)構(gòu)的多孔節(jié)流裝置針對流出系數(shù)的重復性、不確定度、線性度進行了對比，   三種結(jié)構(gòu)性能對比：前直管段長度約為30D條件下。

數(shù)據(jù)標明A型（圖3a各項技術指標優(yōu)于B型（圖2b及C型（圖3b

阻力件為90°彎頭測試的數(shù)據(jù)標明，   前直管段長度：將A型整流節(jié)流裝置進行三種直管段長度（30D5D2D測試。A型節(jié)流件在前直管段僅2D時，

流出系數(shù)與基準（30D流出系數(shù)之間的相對誤差可控制在±1%以內(nèi)；

與基準流出系數(shù)之間相對誤差即可小于±0.3%而當前直管段長度達到5D時。

適用于直管段不長而又要求較高準確度的現(xiàn)場。說明其整流效果較好。

相同的β值條件下，   *壓損：由于流體通過多孔節(jié)流裝置后不至于形成大漩渦而造成較大的*壓損。應小于孔板，而大于文丘里，這個預測還有待試驗證實。

小結(jié)

貿(mào)易結(jié)算，   近十余年以來。工業(yè)計量與控制都迫切需要一種對直管段長度要求不高而能維持較高準確度的流量儀表。

但無序的急于推廣，內(nèi)錐流量計因此曾風光一時。不分場合的非理性選用，已造成了嚴重事故，應吸取教訓，但不宜全盤否定。

結(jié)構(gòu)上優(yōu)于內(nèi)錐，目前國內(nèi)外推出的多孔節(jié)流裝置。經(jīng)測試其數(shù)據(jù)也表明了較*的性能，值得逐步推廣應用。

國在工業(yè)自動化領域與國外尚有差異。   應該供認。

國內(nèi)不少代理商將*產(chǎn)品、技術介紹到國內(nèi)，改革開放以來。確起到一些推動技術進步的作用，但是國外的產(chǎn)品在壟斷的情況下，價格都過于昂貴。

不能滿足于代理而應立足于自行生產(chǎn)。為打破這一局面。

而生產(chǎn)又不能局限于仿制（內(nèi)錐流量計應是一個教訓）認真學習了國外的技術。