V椎流量計(jì)技術(shù)公式

摘要：天然氣流量計(jì)量方法中，*成熟、用得*多、*廣泛的一直是標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量法，但這種孔板流量計(jì)量存在著一些固有的缺陷。文章介紹的一種新型系列“V”型內(nèi)錐式差壓式流量計(jì)，著力解決了這些缺陷，克服了這些缺陷所帶來(lái)的不足，并具備自整流、抗污能力強(qiáng)和抗磨損等特性。文章闡述了“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)的基本特點(diǎn)和流量計(jì)量原理，并通過(guò)計(jì)算實(shí)例介紹了內(nèi)錐尺寸和能耗的確定方法。

一、“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)的特點(diǎn)傳統(tǒng)的天然氣流量測(cè)量方法主要是利用標(biāo)準(zhǔn)孔板為節(jié)流元件的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量法。但標(biāo)準(zhǔn)孔板在流體中心的突然收縮使得孔板計(jì)量法存在以下固有缺陷：①孔板入口銳角容易磨損，導(dǎo)致流出系數(shù)發(fā)生變化，測(cè)量精度下降；②流體中贓污物質(zhì)易在孔板前沉積；③壓損較大；④量程比小，一般為3：1，*大為4

：1；⑤為了得到較高測(cè)量精度需要很長(zhǎng)的直管段。

而“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)則能克服標(biāo)準(zhǔn)孔板在測(cè)量中存在的上述問(wèn)題。從流體收縮狀況看，“V”型內(nèi)錐流量計(jì)屬邊壁逐漸收縮。“V”型內(nèi)錐流量計(jì)具有以下特點(diǎn)：①具有自整流作用，基本不需要直管段；②良好的抗臟污能力；③由于邊界層效應(yīng)，保護(hù)內(nèi)錐*大外徑處d的尺寸面能很長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)被磨損，從而使流出系數(shù)C長(zhǎng)期穩(wěn)定在原標(biāo)定的數(shù)值上。

作為測(cè)量天然氣流量的一種新型差壓式流量計(jì)，

“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)的基本原理仍是遵循伯努利方程和流體流動(dòng)連續(xù)性方程。其測(cè)量原理為：流體在節(jié)流件（內(nèi)錐）處造成局部收縮，從而使流體流速加快、靜壓力下降，在節(jié)流件（內(nèi)錐）前后產(chǎn)生壓力差，流體流速越快，差壓也越大，通過(guò)測(cè)量差壓即可測(cè)量計(jì)算出流體流量。

應(yīng)用“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)測(cè)量天然氣流量與用標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量的計(jì)算方法基本相似。石油天然氣行業(yè)頒布的SY/T6143-1996給出的流量計(jì)計(jì)算公式也基本適用于“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)。

式（2）、式（3）可直接應(yīng)用式（1）中的d2項(xiàng)見(jiàn)圖1a所示，即為標(biāo)準(zhǔn)孔板流通面積。

而寧夏銀河儀表有限公司所生產(chǎn)的系列“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)截面示意見(jiàn)圖1b，其流通面積為

將式（4）代入式（1）得

“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，仍基本可按標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)天然氣計(jì)算方法的實(shí)用公式

式中：C的典型數(shù)值范圍在0.75~0.85，應(yīng)由實(shí)流標(biāo)定來(lái)確定；可膨脹性系數(shù)e按公式（10）計(jì)算：

公式（9）、（10）的量綱同標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)天然氣流量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6143-1996規(guī)定的一致。

二、“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)用于天然氣流量計(jì)量的計(jì)算實(shí)例

1.已知條件

（1）介質(zhì)：天然氣

（2）相對(duì)密度G，=0.6

（3）流動(dòng)溫度t=15℃

（4）動(dòng)力黏度a=0.0118mPa·s

（5）p地一0.0981MPa

（6）p表=4.5MPa

（7）D內(nèi)=500mm，20號(hào)無(wú)縫鋼管（8）流量Qnmx=571.4285714×10m3/d Qncom=400×10m3/dQomin=80×10’m2/d

（9）等嫡指數(shù)x=1.4688

2.計(jì)算

（1）pe=4.5981MPa

（2）F2=1.0550，見(jiàn)SY/T6143-1996第38頁(yè)（3）Fr=1.00864（4）Fc=1.29099

（5）Qnmax=571.4285714×10m3/d，Reo=1.29×10’

Qncom=400×10m2/d，Rep=7.203×106

Qamia=80×104m3/d，Rep=1.44×106

（6）設(shè)β=0.55、△p=16kPa、c=0.82、c=1，求Q'。

應(yīng)當(dāng)注意的是：①流出系數(shù)要由實(shí)流標(biāo)定來(lái)確定；②Z經(jīng)查表得0.89（孫淮清、王建中著《流量測(cè)量節(jié)流裝置手冊(cè)》第265頁(yè)）；③效率刀按80%考慮。

從上述計(jì)算可以看出應(yīng)用“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)測(cè)天然氣流量與標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)天然氣流量計(jì)算方法基本相似，而“V”型內(nèi)錐式流量計(jì)由于具有結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，其在天然氣流量測(cè)量領(lǐng)域中定會(huì)受到廣泛使用。