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关于弯管流量计的意见

孙准清


在20世纪初(1911年)即有弯管流量计用于水流量测量的论文出现,随后几十年在对弯管流量计的试验研究一直在进行。弯管流量计曾在一些特殊的场合获得应用,如作为管道的流量指示器,流量控制系统的检测器和在核工业系统的应用等。弯管流量计的特点为:可利用现场工艺管道的弯管,无需再安装检测件,无附加压损,适用于脏污介质,测量的重复性好等。
但是由于弯管结构参数比较复杂,至今未能统一其结构形式,故弯管流量计的流量系数必须经实流校准方能可靠地应用。作为差压式流量计的一个品种,弯管流量计在国外一些流量测量工程手册亦有简略介绍,其测量准确度约为±4%,需实流校准后使用。
至今无论在国内外尚未见有关于弯管流量计的规范文件(标准,检定规程)公布,国外厂商亦无产品供应。
近年我国唐山理工智能仪器有限公司声称其产品已有突破,并大量应用于热力公司蒸气流量计量,已作为重要的贸易结算流量计使用。
我们认为应该欢迎在流量仪表领域产品的推陈出新,努力采用新技术,推动技术进步。但是对于尚未成熟的产品(指其标准无相应的计量部门规范文件发布)不宜在贸易结算等有严格准确度要求的领域大面积推广使用,否则易引起供需双方的贸易纠纷,其遗患无穷。
由于我们未曾见到该公司的有关研究试验报告,对所提出的技术指标不能妄加评论,现据公司公布的技术参数(见"自动化仪表"2001年4月,vol22,No4)提出若干质疑意见,望计量技术监督部门能对此予以核实。
弯管流量计技术参数(部分)
● 抗扰动,免维护
● 重复性:0.2%
● 直管段要求低:前5D,后2D
● 测量管径:DN10-DN2000
● 准确度:1.5级
1. 关于直管段的规定
一般流量检测件所需必要的直管段长度必须在几种典型阻流件(单弯头、平面双弯头、空间双弯头、缩放管、阀等)下进行大量的实流试验才能确定,这些试验需要的积累时间(少则几年,多则几十年),决非短期内所能完成的。除工作量外,尚有实验条件问题,按照厂所称口径范围(φ10-φ2000)显然目前在国内是不具备实流实验条件的。众所周知,差压式流量计属于受流场影响严重的一类流量计,安装要求直管段长度是一个关键参数,如果未进行深入的试验研究,而依据少量数据确定,这对现场实际计量准确度影响是很大的。
2. 关于准确度
弯管流量计检测件尚未标准化,不能按检测件的几何参数给出其流量系数,因此产品必须逐台推算其测量准确度,但如上面指出的,如不具备实流校验条件,必定只对其产品干校(即仅测量几何参数)出厂,这作为贸易结算产品是不允许的。
3. 关于测量范围度
弯管流量计亦属于信号与流量为平方关系的流量计,无疑其范围度一般仅为3:1或4:1,公司称其范围度可达20:1,未知采取什么技术措施?
4. 关于抗扰动,免维护
弯管流量计检测件与孔板、喷嘴、文丘里管等一样,是固定部件的检测件,与涡轮、涡街等相比较可更抗振动,但是管道如有较大振动对其信号波动亦会产生影响的,因振动而带来脉动流更会使测量准确度较大下降。
弯管流量计如用于脏污流体测量(该产品的一个特点)其引压管线部分是易受影响的,必须加强现场维护,才能保证正常运行。
弯管流量计的差压信号比孔板流量计低得多,如使用低静压气体是其一个较大弱点。
结束语:弯管流量计作为流量测量的一个新品种,在某些场合应用有一定特点,应该受到欢迎,但是若作为贸易结算之类流量计量仪表,我们认为不一定合适,需有丰富的研究试验数据支持才行。
附:参考文献目录及举例

弯管流量计 参考文献

1. Jacols sooy 利用管道弯管进行水流量测量的新方法,美《动力和气体》 1911年7月。
2. 《流体仪表-其理论和应用》 ASME论文集,1924年后每期,皆有以《弯管仪表》发表的文章。
3. Naiman 流量测量 美《装甲工程师》 1923年。
4. Kawada 关于弯曲管内水流的压力和速度的测量 1929年11月。
5. Keutner 竖直弯管内的流动状态 德VDI会志 1933年。
6. 《液力涡轮机械内水流测量的两种方法》 《动力》杂志 1933年3月。
7. Lanford 管道现有弯管测定管内流速的应用 1936年11月。
8. Yarnell 6英寸管道弯管处水的流动 1937年。
9. H.Addison 管道弯管作为流量计的应用 《工程》 1938年3月。
10. Tayloy and Mcpherson 弯管仪表的性能 1954年11月。
11. Mardock and Gregory 弯管流量计的性能和特点 1964年11月。
12. 芝龟吉 弯管流量计 1976年。
13. 史桦 弯管流量计的流量计算 核动力工程 1981年5月。
14. 陆祖祥 弯管流量计 核工业部上海反应堆研究设计院 1981年。
15. 宗秉惠 弯管流量计的理论与设计 武汉钢铁设计院 1982年10月。
16. 傅志臣 采用弯头阻力系数设计的弯头流量计在测量污水流量中的应用 武汉钢铁设计院 1982年10月。
17. 陆祖祥 45°方向取压弯管流量计 1984年4月。
18. 姚文华 弯管流量计的原理和应用 上海医药设计院 1986年11月。
19. 何卓烈 弯管流量计的试验研究及其在工业上的前景 西安交通大学 1987年8月。

举例:以过热水蒸气测量为例,弯管流量计的差压比孔板流量计小得多



孔板流量计 差压 
弯管流量计 差压
孔板差压较弯管流量计差压大6倍。

 

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