CN85201644U - 单孔板双相流量计 - Google Patents

Abstract

要同时测出双相流总流量和各相流量必须采用两个测量元件。本实用新型只用一个孔板作为测量元件，此外，就利用被测管道本身作为另一个测量元件，从而使实际测量元件减少了一半。本实用新型结构简单，运行可靠，可用于气固、气液和液固的双参数流流量的测量。

Description

本实用新型属于双相流体流量测量仪表

动力、化工、石油、水泥、食品等工业中所遇到的双相流流量测量，如气液双相流测量，气固双相流测量和液固双相流测量，一直是人们试图解决的问题。以往在双相流流量测量中，要同时测出总流量和各相分流量必须应用两个测量元件。例如，用双孔板法，双文丘利管法，扰流子和孔板组合法。椭圆齿轮流量计和孔板组合等。应用二个测量元件不仅增加制造费用，维修工作量和二次仪表，而且在实验安装使用时也受到较多的限制。每个测量元件又有其应用条件的限制，如齿轮流量计只能用于粘性高的液体和气体双相流体。双孔板法和双文丘利管法不能用用于气液双相流量测量，齿轮流量计和孔板配合法不能用于气固两相流量以及粘性低的液体和气体双相流体。此外，由于两个测量元件会使流动阻力和测量直管长度显著增加，因而限制仪表的使用范围。本实用新型便是针对以上问题提出的一种可以用一个测量元件测量双相流流量的单孔板双相流量计。

图1为单孔板双相流量计及测量方法示意图。图中（1）为孔板；（2）为孔板法兰；（3）为被测管状物；（4）为法兰测量孔；（5）为被测管状物上的测量孔；（6）为微型计算机。

图2为孔板结构示意图。图中（7）为锐边圆孔板；（8）为圆孔型板；（9）为圆缺型板；（10）为月牙型板；（11）为弧型板。

本实用新型的要点是用一个孔板作为一个测量元件，孔板夹在两个带测量孔的孔板法兰的中间。此外，利用与孔板法兰连接的被测管状物本身，例如被测管道等，作为另一个测量元件，并在离孔板前后被测管状物的较远处各开一个测量孔，即在被测管道上各开一个测量孔，孔的大小根据所选用的差压计而定。孔板根据不同的用途有锐边圆孔型板。圆孔型板，圆缺型板，月牙型板及弧型板等类型。

孔板，如锐边圆孔型板，圆孔型板，弧型板，月牙型板和圆缺型板等通常用铜或不锈钢等材料制成。为了使孔板耐磨，耐腐蚀，通常在孔板，如锐边圆孔型板，圆孔型板，弧型板，月牙型板和圆缺型板的孔壁及正对来流的横断面上有一层耐磨或耐蚀腐材料；或整个孔板由耐磨、耐腐蚀材料所制成。通常使用的耐磨、耐腐蚀材料为 石，陶瓷或玻璃等。耐磨、耐腐蚀材料层的厚度，根据不同的用途，可相当于金属孔板（即用铜或不锈钢材料制成）厚度的 1/3 ～ 1/2 。这层耐磨、耐腐蚀材料可用粉粒状

石、陶瓷或玻璃等，在成型的模具中与金属孔板一起压制而成。也可用环氧树脂将已成型的耐磨、耐腐蚀片粘在金属孔板上。具体测量步骤是：在孔板前后的两孔板法兰上各开一个测量孔，这二个孔连接差压计，测出两孔间的压差△P₁；在离孔板前后较远处的被测管道上各开一测量孔，用差压计测出这两孔之间的压差△P₂。由于△P₁与轻相流量的平方成正比，△P₂／△P₁和两相流量比值有一定线性函数关系。因而根据测得的△P₁和△P₂值以及已知的管道内工作压力即可得出管内双相流量和各相流量值。各测量值可用微型计算机处理并自动记录。

本实用新型只有一个测量元件，结构简单，无转动部件、运行可靠，可用于耐磨、耐腐蚀流体测量，也可用于污染的流体。此外被测管道所需测量直段也可缩短一半，尤宜在测量直段较短的工业设备上采用。测量误差小于5％。

实施例1

应用圆孔型板测量圆管中空气和灰粒混合物的流量。圆管内直径100毫米。孔板和孔和圆管内直径的比值为0.8，孔板用不透钢制成。

根据下列关系式（1）及关系式（2），在测得△P₁、△P₂和工作压力后可算出空气质量流量G_G，灰粒质量流量G_P，两者之和即为混合物质量流量。

(▲P₂)/(▲P₁) ＝0.49＋0.375 (G_P)/(G_G) （1）

$\mathrm{\Δ}{P}_1=\frac{{G_G}^2}{{2a}^2\left(\frac{d}{D}\right)2\mathrm{\ρ}{\mathrm{GA}}^2}---\left(2\right)$

式中α——孔板流量系数，等于0.84；

ρ_G——空气密度，根据工作压力及温度算出，公斤／米³；

A——圆管截面积，米²。

根据方程（1）与（2），便可求出空气质量流量G_G和灰粒质量流量G_P。

实施例2

应用圆孔型板测量圆管中压力为80大气压的汽水混合物的流量。圆管内直径为32毫米。孔板的孔和圆管内直径的比值为0.5，孔板用不锈钢制成。

根据下列关系式（3）及（4）在测得△P₁及△P₂后可算出蒸汽质量流量G_V及水的质量流量G_L，两者之和即为汽水混合物的质量流量。

(▲P₁)/(▲P₂) ＝1.21＋0.17 (G_V)/(G_V+G_l) （3）

$\mathrm{\Δ}{P}_1=\frac{{G_G}^2}{{2a}^2{\left(\frac{d}{D}\right)}^2\mathrm{\ρ}{\mathrm{VA}}^2}---\left(4\right)$

式中α——孔板流量系数，等于0.703。

ρV——蒸汽密度，根据压力为80大气压，由饱和蒸汽表查得，公斤／米³；

A——圆管截面积，米²。

根据方程（3）与（4），便可求出蒸汽质量流量GV和水的质量流量G_L。

Claims (5)

1、一种单板双相流量计，其特征在于由一个孔板(1)，孔板法兰(2)和被测管状物(3)构成。孔板置于两孔板法兰中间，每个孔板法兰上各开一个测量孔(4)，孔板法兰与被测管状物连接。

2、按照权利要求1所述的单孔板双相流量计，其特征在于所述的孔板是锐边圆孔型板（7），圆孔型板（8），圆缺型板（9），月牙型板（10），及弧型板（11）。锐边圆孔型板，圆孔型板，圆缺型板，月牙型板及弧型板，均可用铜或不锈钢材料制成。

3、按照权利要求1所述的单孔板双相流量计，其特征在于所述的被测管状物是被测管道，在孔板法兰前后的被测管道上各开有一个测量孔。

4、按照权利要求1、2所述的单孔板双相流量计，其特征在于所述的孔板，锐边圆孔型板，圆孔型板，圆缺型板、月牙型板，弧型板的孔壁及正对来流的横断面上有一层耐磨或耐腐蚀材料；或整个孔板由耐磨、耐腐蚀材料制成。

5、按照权利要求4所述的单孔双相流量计，其特征在于所述的耐磨、耐腐蚀材料是 石，陶瓷或玻璃。

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