關(guān)鍵因素對V錐流量計壓損的影響
關(guān)鍵因素對V錐流量計壓損的影響
V錐流量計自20世紀80年代問世以來, 已成功應(yīng)用于石油、化工、天然氣等許多流量測量領(lǐng)域。隨著V錐流量計的推廣, 安裝條件、壓損等逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者、研究部門、制造商及使用部門討論與關(guān)心的熱點問題。國外學(xué)者研究的普遍結(jié)論是V錐流量計有較強的抗流態(tài)擾動性能, 前后直管段的要求也比標準節(jié)流裝置低一些的結(jié)論。2004年至今, 天津大學(xué)先后進行了關(guān)于內(nèi)錐量計流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)、彎頭影響及濕氣測量等方面的研究工作 , 取得了一些寶貴的經(jīng)驗成果。自2003年起, 國內(nèi)也在積極開展對V錐流量計的推廣使用工作, 然而許多生產(chǎn)廠家對量程比、壓損、精度等關(guān)鍵技術(shù)指標乃至安裝條件多采取直接照搬美國M cC. 公司產(chǎn)品說明書的方式?？陀^上, 由于V錐流量計的結(jié)構(gòu)尚未實現(xiàn)標準化, 其等效直徑比、前后錐角、上下游支撐形式及尺寸、取壓方式等存在諸多差異, 這些不僅會對流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)產(chǎn)生影響, 同樣也會對V錐量計的壓損產(chǎn)生影響, 因此某些研究機構(gòu)給出的結(jié)論是否具有普適性值得推敲。目前, 國內(nèi)關(guān)于V錐流量計壓損的科學(xué)嚴謹?shù)膶嶒炑芯可形匆妶蟮馈１狙芯吭O(shè)計并制作了100 mm 口徑樣機一套, 等效直徑比分別為0. 45/0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85, 前后錐角為45../120.., 開展了壓損的實驗研究。
實驗方案設(shè)計
本研究中設(shè)計并制作了內(nèi)徑為100 mm 的V錐流量計樣機一套, 實驗錐體5個, 前后錐角均為45../120.., 等效直徑比分別為0. 45 /0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85。錐體可從測量管中方便拆卸。實驗布局設(shè)計如圖1所示, 流體至左測流入, 樣機上游直管段100D 。V錐流量計上游取壓孔為P1, 位于距錐體支撐管前端0. 5D 的管壁處, 下游取壓孔為P2, 沿錐體中心軸及支撐管中心軸取出, 通過差壓變送器1測得錐體前后差壓。實驗表明, 距錐體尾部取壓孔P2 約3. 5D時壓力可恢復(fù)至正常值, 本實驗中P2 ..為下游壓損取壓孔, 與P2 的距離定為4D 。壓損實驗安裝圖如圖2所示, 箭頭表示流體流向。本實驗對每種錐體進行實驗時均用2 臺差壓變送器, 一臺用于測量錐體前后的差壓..P , 另一臺測節(jié)流裝置產(chǎn)生的壓損..P ..。
實驗結(jié)果與分析
壓損曲線：圖3給出了V錐流量計不同等效直徑比的壓損對數(shù)坐標曲線, 可見..值相同時, 壓損隨雷諾數(shù)的增大而增大, 呈線性關(guān)系; 在雷諾數(shù)相同時, 壓損隨.. 值的增大而減小。圖4為相對壓損與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線, ..可見節(jié)流比不同, 相對壓損不同, 其值隨節(jié)流比的增大而減小; 雷諾數(shù)Re > 4 .. 104 時, 不同..值的錐體其相對壓損不隨雷諾數(shù)的變化而變化, 基本恒定; 雷諾數(shù)R e < 4 .. 104 時, 因壓損和有效差壓測量值均相對較小, 系統(tǒng)誤差增大, 相對壓損波動。s
結(jié)論
通過關(guān)鍵因素對V錐流量計壓損影響的實流實驗得出以下結(jié)論:
1)V錐流量計的壓損不僅和..值有關(guān), 而且跟雷諾數(shù)有關(guān), 雷諾數(shù)相同時, 壓損隨..值的增大而減小; ..值相同時, 壓損隨雷諾數(shù)的增大而增大, 在對數(shù)坐標下呈線性關(guān)系;
2)V錐流量計的相對壓損與雷諾數(shù)無關(guān), 受..值影響, 隨..值的增大而減小;
3)針對設(shè)計樣機, 給出了新的V錐流量計壓損計算公式;
4)本套V錐流量計的相對壓損值與國外相比偏高, ..值越大偏差越大, 從小到大5 個..值的偏差分別為0. 7% 、5. 8% 、10. 3% 、13. 2% 、21. 1% ;
5) 與文獻相比, 得出本套樣機壓損趨勢線介于孔板和和噴嘴之間且更靠近孔板的結(jié)論。
