怎樣科學、全面地評估內錐流量計

　　近兩年，在不少專業期刊上都可看到呼吁“從節能降耗要求看推廣應用內錐流量計的必要性”的文章（以下簡稱該文）。內錐流量計作為一種新型的節流裝置，確有一些如要求直管段較短、抗臟污等優點，但它是否為一種理想的節能儀表，是否是實現監測節能降耗*、*的選擇而亟待大力推廣，業內不少專業人士看法不一。筆者認為，從準確度和*壓損兩個方面來講內錐流量計并非為理想的節能降耗監測儀表。

　　節能監測流量儀表的要求
　　當前，節能減排已是我國經濟建設的重中之重，用儀表進行科學評估是行之有效的方法，流量儀表在其中占有重要的地位，它應具有以下兩個基本條件：

　　■ 準確度較高
　　用于監測節能降耗的流量儀表應具有一定的準確度，否則就難以用數據明確地說明節能效果，也無法進一步采取節能措施。因此，國標GB17167對流量儀表的準確度都有明確規定，一般為1～2.5級。

　　■ *壓損不宜過大
　　流量儀表在此是監測節能降耗的，但它本身不僅不能節能，還須消耗能量，其壓損大小與儀表的結構有關，在此特定情況下，應首先選擇那些壓損不大的儀表。　　

　　內錐流量計發展過熱
　　內錐

流量計（V-Cone flowmeter）是美國MCCROMETER公司于上世紀八十年代研制并推向市場的。二十年來，在國外主要用于測量氣體、氣固、氣液二相臟污流體的流量，取得了較好的效果。
　　2003年初，標準化組織公布并要求實施節能裝置新標準——ISO5167：2003E。與舊標準相比，它對經典節流裝置前直管段長度提出了更為苛刻的要求，應用現場難以滿足，用戶普遍尋求一種對直管段長度要求較低的儀表，內錐流量計恰好具備了這個特點，再加上我國近兩、三年來舉辦了幾十次研討會、學習班，在“揚長避短”的熱炒下，內錐流量計在全國遍地開花，形成了過熱的現象。以十七屆MICONEX2006為例，國內外展出內錐流量計的廠商共33家，其中國外（含合資企業）僅3家，約占9%，國內展出廠家占91%，而其它產品國外展商大約占40%左右。不僅如此，國內展出的內錐流量計均為國外仿制品，沒有創新，這種低水平的重復就造成了市場中激烈的壓價競爭惡果。

　　內錐流量計技術特點
　　■ 要求前直管段長度較短。由于存在內錐，流體在流量計中的流動形成了兩個特點：
　　a.內錐所形成的環形通道逐漸減小，使流體流速加大、壓力降低，這種流動在流體力學實驗中證明是可以減小、甚至消除漩渦的。
　　b.內錐與管壁之間形成了環形通道，它在內錐直徑zui大的地方形成zui窄的通道，其作用類似于流動調整器的管束，具有減少漩渦、改善流動方向的作用。內錐流量計的內錐不僅具有節流作用，還具有整流作用，相當于附加了一個流動調整器（Flow Conditioner）。因此，它可以在直管段不夠長的情況下，較其它節能裝置能獲得更高的準確度。
　　■ 準確度在應用條件下達不到鹵0.5%。流量儀表的準確度不僅取決于本身，還取決于使用條件。只能說在直管段長度不足的條件下，內錐流量計由于環形通道的整流作用，準確度有可能優于經典式節流裝置（孔板、噴嘴）。而由于生產加工、安裝和現場條件等因素的影響，其準確度往往達不到該文所宣稱的鹵0.5%。
　　天津科特公司是一個研制、銷售內錐流量計的專業公司，其所公布的數據較為可信，該公司曾對口徑從15mm至1600mm不同βv 值下的內錐流量計做了大量的檢定工作，部分數據列于表1。

 

　　表1所示的數據表明，當口徑較小時（小于150mm），由于內錐的加工、安裝比較，流出系數的離散性約為1.5%；而當口徑為600mm～800mm時，由于加工、安裝較差，流出系數離散性將達到5%左右。
　　這里還要強調：該公司所標定的內錐流量計βv為0.43～0.6，有利于減小離散性，如大于0.85，離散性還將加大。流出系數的離散性還不是儀表的準確度，準確度還應包括校驗裝置的流量不確定度。
　　■ 內錐流量計的壓損。
　　由于通道在內錐后突然擴大，流體將在內錐后產生大量的漩渦，這是一個不可逆的非等熵過程，動能不可能無損地轉變為位能，壓損大是必然的。
　　a.內錐與孔板的壓損相差無幾，內錐流量計*壓損的計算公式為：
　　△Pe /△P=（1.3-1.25 βv ）
　　式中：
　　P e— *壓損；
　　△P — 輸出壓差；
　　βv — 直徑比。
　　根據不同的βv值，計算孔板、內錐兩種流量計的DPe /DP比值，列于表2，繪于圖1。
 

 

圖1 各種節流裝置β值與*壓損的關系

　　從表2及圖1可見，內錐的壓損比孔板小，而大于噴嘴，特別是當bv 值小于0.55時，相當于孔板的90%，而不是如該文所說的1/4。
　　b.管徑較大時，壓損才應引起足夠的重視。我們對不同口徑的三種差壓計量計（內

•