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三畅立异研发仪表、助力产业主动化进级

程度装配式金属管转子流量计在气体流量丈量中的操纵

由来: 小说作品: 正式年月日:2019-10-24

 择要:金属管转子流量计是一种靠得住有用的流?量丈量仪表,对介质进料标的目的有必然请求。论述了金属管转子流量计的根基任务道理及典范流量计?较公式,先容了一种新推出的程度装配式金属管转子流量计在化工装配中的现实操纵。这款新型转子流量计能够或许或许程度装配,出格合用于丈量气体流量,须要经由进程典范流量计较公式停止刻度换算来标定量程。

 
1、弁言
金属管转子流量计 (亦称金属管浮子流量计) 是产业主动化进程节制中一种罕见的变面积式流量计,具备布局简略、装配便利、机能靠得住、价钱昂贵、保护性好等诸多长处[1],在邃密化工行业取得普遍操纵。
 
惯例的金属管转子流量计请求流体进料标的目的为底进上出情势,须要装配在底部进料的垂直管道上;因为工艺管道以程度走向占多数,这类装配体例在必然程度下限制了转子流量计的操纵。今朝某国际着名流量计厂家推出一款能够或许或许程度装配的金属管转子流量计,其靠得住性及操纵规模取得国度相干规范的承认。本文对其停止了详细先容,以期待该流量计能够或许或许取得更好的操纵。
 
1 金属管转子流量计根基丈量道理
       三畅金属管转子流量计的主体构件是一根金属材质的锥形丈量管,丈量元件是一个内置磁钢的转子 (或称浮子),故而得名[2]。金属管的锥度凡是在 4°摆布,下端截面积略小于上端;转子直径略小于金属管内径,构成一个截面积较小的环隙。转子资料密度需大于被测流体的密度,确保能够或许或许在锥形丈量管内自在凹凸挪动。被测流体自下而上经由进程丈量锥管时,流体打击力和浮力同时感化令转子慢慢回升。跟着转子回升,其环隙面积慢慢扩展,致使流体打击力随之减小直至打击力、浮力与转子分量到达受力均衡,此时浮子便不变悬浮在某一高度上。若是被测流体流速发生变更,转子回升高度会随之转变直至不变在新的受力均衡点[3]故而浮子均衡点地位的凹凸能够或许或许及时反应被测流体的流量巨细,这便是变面积式丈量的道理。凡是用转子受力均衡后的上端立体超出跨越锥形丈量管底部的高度来唆使流量的巨细,并经由进程转子的内置磁钢将转子的地位旌旗灯号转变为磁场旌旗灯号,再经由进程紧密充磁的磁耦合体系及智能型唆使器将磁场变更趋向转化成电旌旗灯号,颠末数字旌旗灯号处置及数据运算弥补,能够或许或许远传到 LCD 液晶显现屏上,显现出刹时流量及积累流量数据。
 
按照《主动化仪表选型设想规范》HG/T 20507-2014附录A流量仪表选型划定,黏性液体不宜接纳金属管转子流量计丈量流量[4],是以金属管转子流量计仅用于丈量黏度较小的流体介质,任务进程中能够或许或许疏忽黏性应力的影响。按照流体伯努利方程及阿基米德浮力公式停止推导,金属管转子流量计的典范流量计较公式[5]为:
金属管转子流量计 的典范流量计较公式
式中:QV 为工况体积流量,m3/s;α为流量系数 (无穷纲量),数值取决于转子外形;Df为转子很是大直径,m;φ为锥形丈量管锥角;h为转子受力均衡后上端立体超出跨越锥形丈量管底部的高度,m;Vf为转子体积,m3;Af为转子垂直于流向的很是大横截面积,m2;ρf为转子资料密度,kg/m3;ρ为流体介质密度,kg/m3;g为本地重力加快度,m/s2。对统一规格的金属管转子流量计,α、Df、φ、Vf、ρf及Af均为常数。是以按照典范的流量计较公式,流量巨细仅取决于转子高度及流体介质密度,能够或许或许操纵该公式对标定好的金属管转子流量计停止刻度换算[6]。 
 
2 程度装配式金属管转子流量计
针对惯例的金属管转子流量计必须装配在垂直管道上这一错误谬误,德国科隆公司推出一款新型的金属管转子流量计(代号H250/H),确保三畅金属管转子流量计能够或许或许在程度管道上装配和操纵,操纵机能和丈量精度能够或许或许知足出产请求。这类新型的金属管转子流量计也取得国度相干规范的承认,按照《主动化仪表选型设想规范》HG/T 20507-2014第6.3.7条,转子流量计亦可装配在程度管道上[4]。该型号金属管转子流量计优化外部转子布局模子,接纳转子+孔板形式并增设复位弹簧,操纵这类复位力代替转子分量与浮力之差[7],故其流量特征仍然遵守金属管转子流量计的典范流量计较公式,只是须要丈量介质在丈量进程时辰坚持满管状况,确保丈量精度。因为气体介质很是轻易收缩和分散,保送进程能够或许或许确保物料管道处于满管状况,是以该程度装配式金属管转子流量计出格合用于丈量气体流量。
 
3 气体流量丈量的刻度换算法
因为出产厂家供货的金属管转子流量计凡是是规范规格的流量计,出厂前普通接纳净水 (工况 20 ℃,针对液体介质)或氛围(工况101.325 kPa/20 ℃,针对气体介质)标定量程刻度。是以,被测流体与上述前提不符时,须要停止刻度换算能力取得现实流量。按照金属管转子流量计的典范流量计较公式可得:
标定流体体积流量
式中:QV, A为标定流体体积流量,m3/s;ρA为标定流体介质密度,kg/m3;QV, B为被测流体工况体积流量,m3/s;ρB为被测流体介质工况密度,kg/m3。
 
因为金属管转子流量计丈量前后机能不会转变,则α、 Df、φ、Vf、ρf及Af均为常数,式 (3) 除以式 (2),可得批改系数K为:
系数K
 
下述设想案例为气体流量丈量的刻度换算法的详细操纵。某工场四氯化硅装配设想程度装配式金属管转子流量计用于丈量氯气流量。按照业主供给的资料,氯气管道任务压力为300 kPa,温度为25 ℃,氯气规范密度为3.210 kg/m3。按照抱负气体状况方程[9],能够或许或许推算出氯气工况密度为:
氯气工况密度
式中:ρ标、P 标、T 标别离为氯气在规范状况下的密度、压力及相对温度;ρB、PB、TB别离为氯气在工况状况下的密度、压力及相对温度。
 
另外,氯气为强侵蚀性气体,则金属管转子流量计的转子元件材质须要挑选外衬聚四氟乙烯的不锈钢资料。按照选型样本转子材质密度ρf为 7 900 kg/m3,标定氛围的密度ρA为1.205 kg/m3,故批改系数为:
批改系数
若是金属管转子流量计上读数显现15 m3/h,则氯气现实工况流量为:
0.371 8×10=5.577 m3/h (7)
 
4 竣事语
       金属管转子流量计是一种靠得住有用的流量丈量仪表,其实际研讨已很是完美。新出现的程度装配式金属管转子流量计能够或许或许降服传统三畅金属管转子流量计只能装配在从底部进料的垂直管道上这一错误谬误,已慢慢取得推行。跟着流体建模实际的深入和丈量手艺的前进,程度装配式金属管转子流量计的机能必将取得不时优化和改良。这类新型流量计适合装配在程度管道上丈量气体流量,大大拓宽了金属管转子流量计的操纵场所,必将具备广漠远景。
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