在许多工业和学术应用中,有必要准确测量液体流量。根据应用的不同,准确的测量可能是获利或损失之间的区别 - 或不准确/不完整的测量可能会导致灾难性后果。
通常的过程是通过测量流体的速度或动能来推断流量率。速度取决于整个管道或导管的压力梯度。由于横截面面积是恒定的,因此流速与速度成正比:
q = v x a
在哪里
Q =液体流过管道
V =流量的平均速度
A =管道的横截面区域
管道中的流速(和速度轮廓)可以取决于液体的粘度和密度,以及与管道接触的液体的摩擦(由管道直径确定。)。
正置流量计通过液体推动,将液体分为增量;机械或电子方式测量该增量运动给出流量。
雷诺数
物理学家经常用无量纲参数测量流体流的特性:雷诺数。它被定义为液体的惯性力与其阻力的比率。
图1。层流和湍流是通常在液体流量测量操作中遇到的两种类型。大多数应用涉及湍流,R值高于3000。粘性液体通常显示层流,R值低于2000。两个水平之间的过渡区可以是层流或湍流。
等式是:
r = 3160 x q x gt/(d x µ)
在哪里:
r =雷诺数
Q =液体的流量,GPM
gt =液体的比重
d =内部管道直径,英寸。
µ =液体的粘度,CP
流速和比重是与流动中的惯性力有关的参数,管道直径和粘度决定了阻力力。在大多数液体应用中,横截面和管道直径将保持不变。对于缓慢或粘性的流体,R很低,液体以光滑的层流动。该流动具有抛物线分布 - 中间最快,最慢地朝着管道边缘限制流动的边缘。这种流动称为层流流,通常在r <2000时可见。
在大多数情况下,您将测量半稳定或湍流,r> 3000。当速度和惯性力与阻力相比大时,发生湍流。结果是湍流涡流,平均谱均约为均匀。
流量计类型
多种类型的流量计可用于封闭式系统。通常,设备可以分类为差压力,阳性2020欧洲杯下注官网位移,速度和质量仪表。差压力装置(也称为头部仪)包括孔口,文丘里管,流管,流出喷嘴,皮托管,肘-TAP仪表,目标仪表和可变区域仪表。
阳性位移仪包括活塞,椭圆形齿轮,坚果盘和旋转式式类型。速度仪由涡轮,涡流脱落,电磁和声音设计组成。质量仪包括科里奥利和热类型。开放通道中液体流量的测量通常涉及堰和隆布。
今天有许多不同种类的流量计;这是一个不完整的列表:
- 差压力表:
- 孔
- 文丘里
- 流管
- 流喷嘴
- 皮托管
- 肘米
- 目标仪
- 正置仪表:
- 回报活塞仪
- 椭圆形齿轮仪
- 螺母盘仪
- 旋转仪表
- 速度仪
- 涡轮仪
- 涡流仪
- 超声流量计
- 质量流量计
- 科里奥利米
- 热型质量流量计
- 开放通道表
- 堰
- 流量
选择流量计
专家声称,行业中有超过¾的安装流量计无法令人满意。几乎所有这些问题都出现了,因为首先选择了错误的仪器。
流量计的确切目的是最重要的考虑因素。您可能想考虑的一些问题:
- 过程控制的测量(重复性是主要问题)还是会计或监护权转移(高精度很重要)?
- 本地指示或需要远程信号吗?
- 如果需要远程输出,它是比例信号,还是触点闭合以启动或停止其他设备?
- 液体粘性,干净还是浆料?
- 它是导电的吗?
- 它的比重或密度是多少?
- 应用程序涉及什么流速?
- 过程的工作温度和压力是什么?
- 还必须考虑准确性(请参阅词汇表),范围,线性,重复性和管道要求。
了解局限流量计您正在选择,以及乐器的优势和缺点很重要。尝试将您的期望与乐器功能相匹配。供应商将渴望通过帮助您选择适当的设备来确保您的满意度:许多人会为您提供问卷,清单和规格表,旨在帮助您比较可用的许多设备。
不同流量计类型的技术改进很重要。不要以为,仅仅因为流量计在历史上被认为是对某个应用最有效的,但仍然如此。例如,软件现在取代了曾经需要的许多费力计算,从而节省了小时。
费用考虑
价格也将是一个考虑因素;范围很广。旋转装置通常是一个便宜的解决方案,价格约为100美元。质量仪表是最昂贵的;通常超过3500美元。但是,系统安装的总成本可能比任何一种设备都要多。孔板的价格可能仅为50美元,但加入发射器,已经又是500美元。设计越复杂,安装,操作和维护成本的可能性就越大。也就是说,“过度借鉴”并不少见。花费大量时间为应用程序选择适当的流量计。
使用流量计
供应商通常会提供自己的安装服务,但大约有¾用户选择自己的安装。如果您走这条路线,则必须小心不要犯一些错误 - 并且许多安装程序都会犯下许多关键错误,例如无法为流量计允许足够的上游和下游管道。
所有流量计都可以合理地处理管道中不稳定的速度,但是需要适当的管道配置,从而提供正常的流动模式。如果您不确定这种情况,您的测量将不准确。在许多情况下,尤其是在孔口板的情况下,用户会意外地向后安装流量计。供应商通常会在本质上确保电气组件,但这是一个重要的考虑因素。
关注的一个例子是大多数工业位置的设备的磁干扰;电力线,继电器,电磁阀,变压器,电动机和发电机都有贡献。幸运的是,如果您选择合适的流量计并根据制造商的指南进行安装,则应通过这些干扰效果安全。
校准
所有流量计需要初始校准;通常,制造商会标准这样做,但是合格的用户也可以进行校准。根据您从流量计获得的结果和性能,您可能需要随着时间的推移进行重新校准。在使用的液体具有磨料,侵蚀性或腐蚀性的情况下,这尤其可能。
这可能会导致设备的敏感部分(如单个涡轮叶片)随着时间的流逝而侵蚀。当然,需要考虑申请;如果准确性至关重要并且应用关键,则强烈建议定期重新校准,或者至少检查应用程序。一些流量计需要特殊的设备进行校准;2020欧洲杯下注官网在这种情况下,请咨询制造商使用专业设备。2020欧洲杯下注官网
维护
预期寿命和维护要求可能会有所不同,但是当然,为应用,流速,液体等选择正确的工具,液体等等将始终提高预期寿命;不适当的设备将更早故障。拥有许多活动部件可能会增加维护和维护要求,但是没有流量计可以永远持续下去。应该在内部检查具有许多运动部件的设备,特别是如果应用程序涉及脏或粘性液体;在这种情况下,在关键运动部件之前安装过滤器可能会有所帮助。那些依赖超声波或电磁仪的运动部件较少的人可能会出现接线和电子设备的问题。定期卸下并检查在此类设备中使用的压力传感器和辅助传感器。
差压力仪具有初级和次要元素;包括管道和阀门在内的这些连接可能会导致许多潜在的维护区域。例如,脉冲线可以随着时间的推移而被堵塞或腐蚀,需要清洁或更换。可以通过确保流量计的次要元素位于适当的起点来缓解许多问题。
对于粘性液体涂层可能会发生,这可能会导致问题。如果涂层是绝缘的,则如果电极与液体绝缘,磁流程器的运行最终将受到损害。定期清理涂层应解决此问题。超声波流仪依赖于折射角,但是它们会随着时间的流逝而漂移 - 确保您定期校准此类仪器。
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