CN86207384U - 孔板-文丘利管组合式双相流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型采用一个孔板和一个文丘利管作为测量元件，可同时精确地测量气(汽)—液、气(汽)一固和液-固双相流的各相流量。适用于低压、中压和高压双相流。结构简单，运行可靠，各测量值可用微机处理并自动记录、显示。

Description

本实用新型属于双相流体流量和干度测量仪表。

在动力、化工、石油、轻工业、地热和核能等领域中，经常遇到汽（气）－液，气－固，液－固等双相流体流动问题。在双相流体流动中，各相的流量大小是个重要参数，因此如何同时精确地测出各相流体的流量一直为人们所重视。在双相流双参数测量中，因有二个未知数，因此人们通常采用两种特性不同的测量元件组合在一起，以实现同时测量各相流量。目前这方面的方法有：γ射线密度计与其它常规流量计组合，这种形式的仪表操作繁琐，难于在工业中广泛使用；孔板与齿轮流量计组合该法仅适用于低压和高粘度的气液两相流；双园缺孔板法，该法误差大，平均误差30％，最大误差可达100％；扰流子与文丘利管组合法，由于扰流子本身很难实现标准化且使用中易变形和断裂，因而未能广泛应用；节流元件一多孔动压探针组合式双相流量干度计（中国专利申请号86203508）这种方法对汽（气）－液双相流的测量具有较高精度，但对气－固和液－固双相流以及高粘性流体不适用。另外，采用单孔板双相流量计（中国专利申请号85201644）可用于气－固，气－液和液－固的双相流测量，且有较高的精度，但是，这种方法在高压双相流时误差显著增大，因而使用受到限制。本实用新型针对上述存在的问题，提出采用孔板和文丘利管相组合的方法，可实现同时精确测量各种压力下的两相流体的各相流量。

图1为孔板－文丘利管组合式双相流量干度计及测量方法示意图。图中（1）为孔板，（2）为孔板法兰，（3）为孔板取压孔，（4）为文丘利管，（5）为文丘利管取压孔，（6）为被测管状物，（7）、（8）为差压变送器，（9）为压力变送器，（10）为微型计算机（11）为文丘利管与被测管状物的连接法兰。

图2为孔板的几种不同结构图，图中（12）为孔板透镜垫整体结构图，（13）为园缺孔板，（14）为扇形孔板，（15）为月牙形孔板，（16）为弧形孔板。

图3为文丘利管结构图。

本实用新型主要是采用一个孔板和一个文丘利管作为测量元件；孔板可以是标准孔板或非标准孔板，高压时采用孔板与透镜垫整体结构（如图2（12）所示），测量气－固，液－固或污染性双相流时采用园缺形、扇形、月牙形或弧形孔板（如图2（13）、（14）、（15）、（16）所示）；文丘利管的渐缩和渐扩两部分，可为整体加工（如图3所示）或分段加工后再组合而成。

孔板的取压方式可以是角接取压或远离孔板取压（例如在孔板前2.5D，孔板后8D，10D或30D等，D为被测管道内径）。孔板和文丘利管通常用黄铜或不锈钢制成。在测量气－固或液－固双相流时，测量元件内表面上有一层耐磨、耐腐蚀的材料（如碳化硅等）。

该流量计在使用时，应保证引压管内充满单相的液体（在测量气－固两相流时，应保证是气体），具体测量步骤是：通过压力变送器和差压变送器分别将所测得的管内***压力P，孔板前后压差ΔPo和文丘利管压差ΔPv输入微型计算机即可得出各相的流量值。其原理是：孔板压差ΔPo和文丘利管压差ΔPv都是被测各相流量M₁和M₂的函数，即ΔPo＝fo（M₁，M₂），Pv＝fv（M₁，M₂），由于孔板和文丘利管在结构上差别很大，因此ΔPo和ΔPv具有完全不同的函数形式，所以根据二个独立方程可以求出M₁和M₂。

本实用新型，结构简单，工作可靠，阻力小，适用于各种压力下的双相流流量测量；各测量值可用微型计算机处理并自动记录、显示。

实施例1：

应用本实用新型测量汽－液双相流量。管道内径67毫米，工作压力127大气压，采用标准孔板与文丘利管组合；孔板角接取压，开孔截面比M₀＝0.1025，文丘利管喉口截面与被测管道内截面比M＝0.349。

根据下列关系式（1），测得ΔPo和ΔPv即可标出双相流总流量M，然后根据关系式（2）求出干度X。

M＝ $\sqrt{{\mathrm{0.1\; △Pv-9.85\; \times \; 10}}^{\mathrm{-3}}\mathrm{(\; △Po)}}$ （1）

X＝0.3154（ $\sqrt{\mathrm{△Pv}}$ ／M）－0.9211 （2）

式中：M——双相流总流量，吨／时；

X——双相流干度；

ΔPo——孔板压差，毫米水柱；

ΔPv——文丘利管压差，毫米水柱。

实施例2：

应用本实用新型测量空气－水混合物，工作压力为一个大气压，被测管道内径25毫米，孔板开孔截面比M＝0.25，文丘利管喉口截面与被测管道内截面比Mv＝0.328。

根据下列关系式（3），测得ΔPo和ΔPv即可算出双相流总流量M，然后根据关系式（4）求出干度X。

M＝0.02419 $\sqrt{\mathrm{△Pv}}$ －0.01134 $\sqrt{\mathrm{△P\; o}}$ （3）

X＝3.171073×10^－4（ $\sqrt{\mathrm{△Pv}}$ ／M）－8.09 （4）

式中：M——双相流总流量，公斤／秒；

X——双相流干度；

ΔPo——孔板的压差，毫米水柱；

ΔPv——文丘利管的压差，毫米水柱。

Claims (4)

1、一种组合式双相流量计，其特征在于由一个孔板(1)和一个文丘利管(4)所构成。

2、按照权利要求1所述的孔板一文丘利管组合式双相流量计，其特征在于所述的孔板是标准孔板，非标准孔板，园缺孔板（13），扇形孔板（14），月牙形孔板（15），及弧形孔板（16）；它们均可用黄铜或不锈钢制成。

3、按照权利要求1、2所述的孔板一文丘利管组合式双相流量计，其特征在于所述的孔板采用与透镜垫整体结构（12）。

4、按照权利要求1所述的孔板一文丘利管组合式双相流量计，其特征在于所述的文丘利管是整体加工件或分段加工组合件。

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