服务热线
17302549524
欢迎光临流量计制造(江苏)有限公司官网!
- 服务热线：17302549524
产品中心
相关产品
联系我们
- 流量计制造(江苏)有限公司
- 电 话：025-85502966
- 手 机：17302549524
- 联系人：徐经理
- E-mail：3129896920@qq.com
- 地 址：江苏省南京市鼓楼区虎踞北路12号
楔形流量计选型
楔形流量计选型
2020-05-27 19:37 点击：1原理及应用范围
楔形流量计结构如图1所示。当流体流经Ｖ形节流块时，流通面积减小，流速增大，静压减小，从而产生静压差，而压差的平方根与流量成正比，测得差压即可测得管道中的流量［1］。楔形流量计采用“Ｖ”型体节流件，当流体中含有杂质或者固体时，容易从楔形下部流过，不会产生滞留，从而防止堵塞现象［2］。
楔形流量计通常口径范围为DN15～DN600，特殊口径可至DN1200，压力等级高至PN420，测量精度为±0.5％FS，可测量黏度高至3Pa·s的介质。
楔形流量计对介质雷诺数下限的要求，HG/T20507—2014《自动化仪表选型设计规范》6.2.4条规定：“含悬浮物的高黏度易结晶液体的流量、要求永久的压力损失小、雷诺数小于500时，宜选用楔形流量计”［3］；已作废的HG/T20507—2000《自动化仪表选型设计规定》3.2.1条规定：“含悬浮物的高黏度液体、蒸汽、气体的流量测量、雷诺数大于500时可选用楔形流量计”；SH/T3005—2016《石油化工自动化仪表选型设计规范》中规定：“当测量高黏度、低雷诺数（最低至500）的流体时，可选用楔形流量计”；已作废的SH/T3005—1999《石油化工自动化仪表选型设计规范》中规定：“测量高黏度、低雷诺数（低至100）的流体，如原油、油浆、渣油、沥青等，可选用楔式流量计”。
上述4个前后版本中关于楔形流量计对介质最低雷诺数的说法不一致，其中HG/T20507—2014与SH/T3005—2015对雷诺数的要求相悖。查看厂家样本资料，如ABB的FPD470系列、BaDgerMeter的Preso楔形流量计要求雷诺数下限值为500，大韩DHWM系列、捷达WM系列楔形流量计要求雷诺数下限值为300，当雷诺数再低时流量系数发生变化，流体流量和差压不再遵循平方根的关系，会影响测量准确度。综合上述产品信息，楔形流量计雷诺数下限取500。
2差压值的计算
楔形流量计差压值与流量的关系如下式所示：
式中：ΔP———差压值，Kpa；qv———介质工况下体积流量，M3/H；C———流量常数。
1）对于测量液体介质，流量常数C见下式所示：
式中：N———单位转换系数，N＝0.1264；KP———流量系数；D———楔形流量计内径，mm；Fa———材料热膨胀系数，mm2/mm2；ρ———介质密度，kg/M3。
楔形流量计的流量系数KP和流量计的口径及楔块比（H/D）有关，计算时可参考表1中Preso楔形流量计数据。
在实际使用过程中，因楔形流量计为非标仪表，出厂时每台仪表需经过实际流体标定，从而得出实际的流量系数，对原有计算时的差压值进行调整［4］。
2）对于测量气体介质，流量常数C见下式所示：
式中：Ｙ———气体热膨胀系数。
3）楔形流量计也可以测量蒸汽，但对于蒸汽介质，建议采用喷嘴、涡街等其他形式的流量计进行测量。
3压损的计算
楔形流量计比孔板、Ｖ锥、喷嘴的压力损失小，相同β值情况下几种流量计压损比较［5］如图2所示。
将楔形流量计H/D换算成孔板流量计的β值，如楔形流量计H/D＝0.5与孔板β＝0.7070的节流面积比是一样的［6］，详见表2所列。
将换算完后的β值代入下式［6］中，即可得出楔形流量计的永久压力损失。
式中：PPl———永久压力损失，Kpa。
4应用案例
某工况介质为原料油，管道为DN250，壁厚为SH80，材质为碳钢，正常温度为50℃，正常压力为2.08Mpa，最大流量为196.4t/h，正常流量为178.6t/h，最小流量为125t/h，动力黏度为0.295Pa·s，介质密度为943kg/M3，允许压降为30Kpa。
因介质黏稠，综合比较各类型流量计后选用楔形流量计进行测量，最大流量不超过满量程的90％，因而圆整后最大量程选用220t/h，楔形流量计材质选用316不锈钢。使用BaDgerMeter的PresoFloWCalCＶ5.36软件对此工况下的楔形流量计差压值及压损进行计算。通过调整H/D的值得到合适的差压值，确定H/D的值后即可确定等效的β值，得出永久压力损失值。
该案例中的楔形流量计H/D选用0.3，流量系数KP为0.1854，在满刻度220t/h的流量下差压值为25.53Kpa，等效的β值为0.5023，在满刻度流量下的永久压力损失为11.99Kpa，满足工艺的30Kpa压力损失限制要求。
上述均为基于经验值的计算，可供设计选型参考，实际的流量系数仍需要经过标定后才可确定。
楔形流量计结构如图1所示。当流体流经Ｖ形节流块时，流通面积减小，流速增大，静压减小，从而产生静压差，而压差的平方根与流量成正比，测得差压即可测得管道中的流量［1］。楔形流量计采用“Ｖ”型体节流件，当流体中含有杂质或者固体时，容易从楔形下部流过，不会产生滞留，从而防止堵塞现象［2］。
楔形流量计通常口径范围为DN15～DN600，特殊口径可至DN1200，压力等级高至PN420，测量精度为±0.5％FS，可测量黏度高至3Pa·s的介质。
楔形流量计对介质雷诺数下限的要求，HG/T20507—2014《自动化仪表选型设计规范》6.2.4条规定：“含悬浮物的高黏度易结晶液体的流量、要求永久的压力损失小、雷诺数小于500时，宜选用楔形流量计”［3］；已作废的HG/T20507—2000《自动化仪表选型设计规定》3.2.1条规定：“含悬浮物的高黏度液体、蒸汽、气体的流量测量、雷诺数大于500时可选用楔形流量计”；SH/T3005—2016《石油化工自动化仪表选型设计规范》中规定：“当测量高黏度、低雷诺数（最低至500）的流体时，可选用楔形流量计”；已作废的SH/T3005—1999《石油化工自动化仪表选型设计规范》中规定：“测量高黏度、低雷诺数（低至100）的流体，如原油、油浆、渣油、沥青等，可选用楔式流量计”。
上述4个前后版本中关于楔形流量计对介质最低雷诺数的说法不一致，其中HG/T20507—2014与SH/T3005—2015对雷诺数的要求相悖。查看厂家样本资料，如ABB的FPD470系列、BaDgerMeter的Preso楔形流量计要求雷诺数下限值为500，大韩DHWM系列、捷达WM系列楔形流量计要求雷诺数下限值为300，当雷诺数再低时流量系数发生变化，流体流量和差压不再遵循平方根的关系，会影响测量准确度。综合上述产品信息，楔形流量计雷诺数下限取500。
2差压值的计算
楔形流量计差压值与流量的关系如下式所示：
式中：ΔP———差压值，Kpa；qv———介质工况下体积流量，M3/H；C———流量常数。
1）对于测量液体介质，流量常数C见下式所示：
式中：N———单位转换系数，N＝0.1264；KP———流量系数；D———楔形流量计内径，mm；Fa———材料热膨胀系数，mm2/mm2；ρ———介质密度，kg/M3。
楔形流量计的流量系数KP和流量计的口径及楔块比（H/D）有关，计算时可参考表1中Preso楔形流量计数据。
在实际使用过程中，因楔形流量计为非标仪表，出厂时每台仪表需经过实际流体标定，从而得出实际的流量系数，对原有计算时的差压值进行调整［4］。
2）对于测量气体介质，流量常数C见下式所示：
式中：Ｙ———气体热膨胀系数。
3）楔形流量计也可以测量蒸汽，但对于蒸汽介质，建议采用喷嘴、涡街等其他形式的流量计进行测量。
3压损的计算
楔形流量计比孔板、Ｖ锥、喷嘴的压力损失小，相同β值情况下几种流量计压损比较［5］如图2所示。
将楔形流量计H/D换算成孔板流量计的β值，如楔形流量计H/D＝0.5与孔板β＝0.7070的节流面积比是一样的［6］，详见表2所列。
将换算完后的β值代入下式［6］中，即可得出楔形流量计的永久压力损失。
式中：PPl———永久压力损失，Kpa。
4应用案例
某工况介质为原料油，管道为DN250，壁厚为SH80，材质为碳钢，正常温度为50℃，正常压力为2.08Mpa，最大流量为196.4t/h，正常流量为178.6t/h，最小流量为125t/h，动力黏度为0.295Pa·s，介质密度为943kg/M3，允许压降为30Kpa。
因介质黏稠，综合比较各类型流量计后选用楔形流量计进行测量，最大流量不超过满量程的90％，因而圆整后最大量程选用220t/h，楔形流量计材质选用316不锈钢。使用BaDgerMeter的PresoFloWCalCＶ5.36软件对此工况下的楔形流量计差压值及压损进行计算。通过调整H/D的值得到合适的差压值，确定H/D的值后即可确定等效的β值，得出永久压力损失值。
该案例中的楔形流量计H/D选用0.3，流量系数KP为0.1854，在满刻度220t/h的流量下差压值为25.53Kpa，等效的β值为0.5023，在满刻度流量下的永久压力损失为11.99Kpa，满足工艺的30Kpa压力损失限制要求。
上述均为基于经验值的计算，可供设计选型参考，实际的流量系数仍需要经过标定后才可确定。
PRE：V锥流量计选型
NEXT：气体流量计选型
