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詳細(xì)闡述科氏質(zhì)量流量計(jì)選型的幾點(diǎn)體會(huì) 科氏質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量精度高,測(cè)量不受介質(zhì)物性影響,科氏質(zhì)量流量計(jì)廣泛應(yīng)用于化學(xué)、制藥、能源、橡膠、造紙、食品等各工業(yè)部門,在配料、裝車和貿(mào)易交接中相當(dāng)適用.無上、下游直管段長度的要求.而且科氏質(zhì)量流量計(jì)是智能化程度很高的儀表,其變送器除了質(zhì)量流量,能輸出轉(zhuǎn)化成4～20mA或者脈沖信號(hào)或者總線信號(hào)的體積流量、密度、溫度、粘度和濃度等流程參數(shù);還能輸出轉(zhuǎn)化成繼電器觸點(diǎn)或者NAMOUR信號(hào)的空管檢測(cè)信號(hào);甚至無需批處理控制器,直接對(duì)閥門進(jìn)行兩段式開閉控制. 通過所設(shè)計(jì)的一些選用科氏質(zhì)量流量計(jì)的工程,關(guān)于選型方面,面作詳細(xì)闡述. 1 介質(zhì)流速對(duì)科氏質(zhì)量流量計(jì)選型的影響 很明顯,科氏質(zhì)量流量計(jì)主要用來測(cè)量介質(zhì)質(zhì)量流量或者輸出計(jì)算得出的體積流量,工藝專業(yè)提供的選型參數(shù)也只涉及到介質(zhì)質(zhì)量流量或者體積流量;所以會(huì)忽略介質(zhì)流速的影響.科氏質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管振幅微小,可視為無活動(dòng)件,又件,其測(cè)量值不受管道內(nèi)流場(chǎng)影響;所以可測(cè)量各種非牛頓流體以及粘滯的和含微粒的漿液,而且流量量程比可以很大. 介質(zhì)流速對(duì)科氏質(zhì)量流量計(jì)選型的影響,與科氏質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量原理有關(guān).科氏質(zhì)量流量計(jì),顧名思義,就是應(yīng)用科里奧利原理測(cè)量質(zhì)量流量的儀表.科里奧利原理描述的是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上沿著半徑方向作直線運(yùn)動(dòng)物體所受到的有別于離心力的力,這個(gè)力稱為科里奧利力.如圖1所示:質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以轉(zhuǎn)速ω圍繞圓心旋轉(zhuǎn),同時(shí)還疊加沿著半徑方向以速度v所作的直線運(yùn)動(dòng).但是公稱通徑一定的科氏質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量值實(shí)際是受限制的,介質(zhì)流速是一個(gè)因素.接下來重點(diǎn)闡述介質(zhì)流速對(duì)科氏質(zhì)量流量計(jì)選型的影響,亦即根據(jù)介質(zhì)流速,合適選擇流量計(jì)測(cè)量管形狀和公稱通徑. 2 科氏質(zhì)量流量計(jì)的分類 科氏質(zhì)量流量計(jì)有很多種類:按測(cè)量管段數(shù)可分為單管型和雙管型;按測(cè)量管形狀可分為彎曲形和直形,彎曲形的測(cè)量管也分Ω字形、S字形、J字形、三角形等;按測(cè)量管材質(zhì)分有316L、904L、C-22合金、鈦和鋯等;按流量計(jì)安裝方式分有螺紋、法蘭、卡箍、CajonVCO、Swagelok等.根據(jù)工程實(shí)際情況和流程參數(shù),選擇合適的形狀、材質(zhì)、公稱通徑、公稱壓力和安裝方式的質(zhì)量流量計(jì). 這時(shí)質(zhì)點(diǎn)m受到一個(gè)使其偏離沿著半徑方向運(yùn)動(dòng)的力U,這個(gè)力U垂直于半徑方向,也就是科里奧利力.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m越大,轉(zhuǎn)速ω越大,或者半徑方向直線運(yùn)動(dòng)的速度v越大;科里奧利力的作用就明顯.當(dāng)沿著半徑方向直線運(yùn)動(dòng)的速度v為零時(shí),質(zhì)點(diǎn)上科里奧利力的作用就消失.最后得出公式:科里奧利力Fc=2mωv. 科氏質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)用這個(gè)原理,將產(chǎn)生科里奧利力的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)替換為流量計(jì)內(nèi)以諧振頻率振動(dòng)的測(cè)量管.如圖2所示,為科氏質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)以諧振頻率ω振動(dòng)的測(cè)量管的俯視圖. 當(dāng)振動(dòng)的測(cè)量管內(nèi)沒有流體或者流體靜止不動(dòng)時(shí),測(cè)量管或者和管內(nèi)流體沒有受到科里奧利力的作用,測(cè)量管沒發(fā)生形變.當(dāng)測(cè)量管內(nèi)流體以速度v流動(dòng)時(shí),測(cè)量管側(cè)面受到垂直于流體流動(dòng)方向的科里奧利力Fc的作用.測(cè)量管振動(dòng),可以看作測(cè)量管一部分以支撐點(diǎn)為中心作小幅度的來回旋轉(zhuǎn).流體剛進(jìn)入測(cè)量管時(shí),流體上任一質(zhì)點(diǎn)可看成是沿半徑方向拋離測(cè)量管支撐點(diǎn)——亦即旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn);流體準(zhǔn)備流出測(cè)量管時(shí),流體上任一質(zhì)點(diǎn)可看成是沿半徑方向接近測(cè)量管支撐點(diǎn).結(jié)果如圖2所示,測(cè)量管輸入和輸出段受到方向相反的科里奧利力的作用,測(cè)量管開始發(fā)生扭曲.如圖3所示,在測(cè)量管輸入和輸出段各設(shè)置感應(yīng)器A和B. 由此可見,科氏質(zhì)量流量計(jì)正常工作時(shí),測(cè)量管內(nèi)介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生科里奧利力,作用于測(cè)量管壁,垂直于流體流動(dòng)方向.而滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式為F=μ·N,式中的μ為滑動(dòng)摩擦因數(shù),也叫滑動(dòng)摩擦系數(shù),它只跟材料、接觸面粗糙程度有關(guān),跟接觸面積無關(guān);N為接觸面所受到的正壓力.正壓力N與測(cè)量管內(nèi)介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生科里奧利力Fc成比例關(guān)系,結(jié)合科里奧利力Fc的計(jì)算公式,可知介質(zhì)流速v越大,科里奧利力Fc越大,接觸面所受到的正壓力N也越大,介質(zhì)與測(cè)量管壁間的滑動(dòng)摩擦力就越大,流量計(jì)的壓損也就越大.注意測(cè)量介質(zhì)流速的問題,其實(shí)也就是注意流量計(jì)產(chǎn)生的壓損大小的問題.而且現(xiàn)在很多科氏質(zhì)量流量計(jì)采用三角形等彎曲形狀的測(cè)量管,容易形成“紊流”.所以科氏質(zhì)量流量計(jì)可能會(huì)產(chǎn)生很大的壓損,壓損甚至能高到難以忍受（0.1～0.2MPa）.另外,很大的壓損也容易造成“氣蝕”現(xiàn)象,損害流量計(jì)的測(cè)量管. 3 舉例說明 現(xiàn)舉例說明,測(cè)量介質(zhì)為軟化水,測(cè)量范圍:2～15m3h,正常流量:10m3h,溫度變化范圍:10～40℃,操作狀態(tài)下密度為998.4kg/m3,動(dòng)力粘度為1.01mPaS,工藝管道直徑為“2”.表1為某品牌科氏質(zhì)量流量計(jì)流速、壓損和誤差的計(jì)算結(jié)果. 測(cè)量管外形發(fā)生的扭曲變化,作為一個(gè)相位變化（△φ）被感應(yīng)器A和B檢測(cè)出來.在測(cè)量管諧振頻率一定的情況下,這個(gè)相位變化（△φ）與流體的質(zhì)量m以及流動(dòng)速度v成比例關(guān)系,也就是與流體的質(zhì)量流量成比例關(guān)系.檢測(cè)出瞬時(shí)的相位變化（△φ）,即能知道該時(shí)的質(zhì)量流量.檢測(cè)信號(hào)送至轉(zhuǎn)換器處理轉(zhuǎn)換后,由變送器輸出與質(zhì)量流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào). 如表1所示,流量計(jì)公稱通徑如果選擇11/2”,在流量時(shí)的計(jì)算壓損達(dá)0.409bar,遠(yuǎn)大于公稱通徑為2”時(shí)的情況,而流量精度并沒提高多少.如果選擇3”的公稱通徑,計(jì)算壓損雖然減少些,但是在最小流量時(shí)的精度很差,只有0.55%;而且對(duì)于2”的管道,選擇大一級(jí)的質(zhì)量流量計(jì)也不適合的.所以流量計(jì)公稱通徑選擇2”為宜. 4 結(jié)語 綜上所述,.科氏質(zhì)量流量計(jì)正常工作時(shí),測(cè)量管振動(dòng)使管內(nèi)測(cè)量介質(zhì)產(chǎn)生科里奧利力.科里奧利力越大,流動(dòng)介質(zhì)與測(cè)量管壁間的摩擦力就越大,產(chǎn)生的流量計(jì)壓損也越大.而科里奧利力的大小與測(cè)量介質(zhì)的流速成比例關(guān)系.所以科氏質(zhì)量流量計(jì)選型時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮測(cè)量介質(zhì)流速的影響.科氏質(zhì)量流量計(jì)選型時(shí),需要考慮其壓損是否被整個(gè)工藝流程所允許.要求限制壓損,也就限制了在公稱通徑一定下的介質(zhì)流速上限范圍;或者在保證介質(zhì)質(zhì)量流量或體積流量上限的要求下,選擇大一級(jí)的公稱通徑,擴(kuò)大流通面積.另外,流量計(jì)公稱通徑小,測(cè)量精度高,價(jià)錢也相對(duì)便宜;公稱通徑大,雖然流量計(jì)壓損減小,但是測(cè)量精度降低,采購費(fèi)用增加.所以需要在精度和壓損之間取得平衡,計(jì)算出最合適的公稱通徑推薦產(chǎn)品.電磁流量計(jì),壓力變送器,新型靶式流量計(jì),超聲波流量計(jì),渦街流量計(jì),渦輪流量計(jì),熱電偶.