多孔平衡流量计
平衡流量计
一、概述
众所周知，流体在管道中输送时，往往要流经各种阀门，弯头、三通、异径管等阻流件，流体通过这些阻流件时，会产生各种扰动，影响正常的测量，使流量计带来一定的现场安装附加误差，特别是传统的差压式流量计等更是如此，而新一代多孔平衡流量传感器巧妙的将整流与测量合为一体，具有明显的稳定流场的作用，最大限度的降低附加误差，使得实际使用精度与理论计算精度接近，是一种具有广阔应用前景的新一代差压式流量计，可广泛用于天然气、化工、石油、钢铁、发电、造纸、印染、制药等各行业。
二、测量原理
平衡流量计是一种节流式流量传感器。它采用调整器式的孔板结构，可以应用在上游有扰动流场因素的场合。平衡流量计是一种革命性的差压式流量仪表，其工作原理与其他差压式流量计一样，都是基于密封管道中的能量转换原理：在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成正比；用测出差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量。平衡流量传感器是一个多孔的圆盘节流整流器，安装在管道的截面上，每个孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和测试数据而定制的，称为函数孔。当流体穿过圆盘的函数孔时，流体将被平衡整流，涡流被最小化，形成近似理想流体，通过取压装置，可获得稳定的差压信号，根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。
流量计算公式：
式中:qm ，qv——分别为质量流量(㎏/s)和体积流量(m 3/s)；
C——流出系数 ；
ε——可膨胀性系数；
d——节流件开孔直径，m；
β——直径比，β=d/D；
D——管道内经，m；
ρ1——被测流体密度，㎏/m 3；
Δp——差压，Pa；
三、特点
1、线性度高、重复性好
平衡流量传感器具有对称多孔结构特点，能对流场进行平衡，降低了涡流、振动和信号噪声，流场稳定性大大提高，使线性度比孔板提升了5～10倍，重复性提高了54％，为0.15％，从其综合性能来看，平衡流量计属于高档流量计行列。
2、直管段要求低
平衡流量传感器由于流场稳定，且压力恢复比孔板快两倍，大大所短了对直管段的要求，其前后直管段一般为前3D后1D，最小可以小于0.5D，从而省去大量直管段，尤其是特殊昂贵材料的管道。
3、减少永久压力损失
多孔对称的平衡设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，降低了动能的损失，在同样的测量工况下，与孔板相比减少了2.5倍的永久压力损失，从而节省了相当大的运行能量成本，是一种节能型仪表。
4、耐脏污不易堵
多孔对称的平衡设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而大大降低了滞留死区的形成，保证脏污介质顺利通过多个孔，减小了流体孔被堵塞的机会。
5、可直接替换孔板
平衡流量传感器与孔板具有相同的使用方法和外形，因此可以直接进行替换，不需要任何配管的变化和相关仪表的更改，很适合全厂能源计量改造中将孔板改为平衡流量计。
6、流量测量范围宽
根据试验结果，我们了解到：平衡流量计的性能，使其流速可以从最小到音速；其最小雷诺数可低于200，最大雷诺数大于10 7；β值可选0.25～0.90。
7、长期稳定性好
由于其紊流剪切力的明显减小，大幅度降低了介质与节流件直接的摩擦，其β值长期保持不变，整个仪表无可动部件，因此可以长期保持稳定性。
8、可测高温高压介质
与孔板等节流装置一样，工作温度压力取决于管道和法兰的材质和等级，工作温度可达850℃，工作压力可达42MPa。
9、可测复杂工况介质
由于其特殊的结构设计，使其具有特殊的性能，它可以进行气液两相、泥浆，甚至固体颗粒测量。平衡流量可以测双向流。
四、主要技术参数
1. 管道尺寸：15 ≤DN≤ 1200 mm
2. 公称压力：PN≤42Mpa
3. 工作温度：-50℃≤t≤550℃
4. 量程比：1：10，1：15
5. 精度等级：0.5级，1级，1.5级
6. 参照标准：GB/T2624-2006、JJG640-94及流量测量节流装置设计手册
7. 连接方式：法兰连接、焊接、螺纹连接
五、结构形式
平衡流量计按其开孔个数分为：四孔式、多孔式。按其安装方式又分为：法兰连接、直焊式、夹持型一体化式等结构。具体形式见下表：
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四孔式 |
多孔式 |
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一体化直焊式安装 |
管道法兰连接安装 |
