1 引言

 

    差壓式流量計(jì)是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來(lái)測(cè)量氣體、液體和蒸汽流量的最常用的一種流量?jī)x表。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在整個(gè)工業(yè)流量測(cè)量領(lǐng)域中，差壓式流量計(jì)占流量?jī)x表總數(shù)的一半左右。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以由節(jié)流裝置和差壓計(jì)組成的節(jié)流式流量計(jì)在工業(yè)領(lǐng)域中用的最多。但由于傳統(tǒng)的差壓流量計(jì)的流出系數(shù)不穩(wěn)定，線性差，重復(fù)性不好，準(zhǔn)確度因受諸多因素影響也不高，易被磨損，壓損較大，量程比（范圍度）小，現(xiàn)場(chǎng)安裝條件高，要求的直管段過(guò)長(zhǎng)等諸多缺陷，人們對(duì)產(chǎn)生差壓的節(jié)流裝置的優(yōu)化改進(jìn)一直沒(méi)有中斷。這種完善、改進(jìn)工作一直都沒(méi)有停止，并有了很大的飛越，研制出了一些適應(yīng)不同流體的節(jié)流裝置，例如：耐磨孔板、環(huán)形孔板、V型內(nèi)錐式、MPA、內(nèi)文丘里管流量計(jì)等節(jié)流裝置。

 

    2　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

 

 

 

    （1）測(cè)量管（2）特型芯體（6）前圓錐面（7）圓柱面

 

    （3）后支承環(huán)（4）前支承環(huán)（8）后院錐面（9）后支承軸

 

    （5）取壓接頭（10）前支承軸

 

    內(nèi)文丘里管由圓形測(cè)量管1和置于測(cè)量管內(nèi)的特型芯體2所構(gòu)成（參見圖1和圖2）。特型芯體是一個(gè)與測(cè)量管同軸的旋轉(zhuǎn)體，其母線是一假想管壁為無(wú)限薄的經(jīng)典截尾文丘里管的管壁軸向截面，即旋轉(zhuǎn)體的徑向外表面由前段圓錐面6、中段圓柱面7、尾段圓錐面8三部分構(gòu)成。特型芯體靠其支撐軸9、10和與測(cè)量管同軸的支撐環(huán)3、4定位，用制動(dòng)件壓緊固定（小管徑產(chǎn)品，無(wú)前支撐軸，只用后軸由后支撐軸環(huán)定位固定）。支撐環(huán)是由具有同軸的內(nèi)環(huán)、外環(huán)和將內(nèi)外環(huán)連成一體的3-4個(gè)支撐肋構(gòu)成。在測(cè)量管管壁的特定位置上設(shè)有取壓接頭5（或遠(yuǎn)傳法蘭取壓接口），測(cè)量管兩端是用于和現(xiàn)場(chǎng)工藝管道相連接的標(biāo)準(zhǔn)法蘭。

 

    3 測(cè)量原理

 

    內(nèi)文丘里管（又稱環(huán)形綴管），其基本測(cè)量原理與標(biāo)準(zhǔn)孔板相同，即以能量守恒定律-伯努利方程和流動(dòng)連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的流量測(cè)量方法。內(nèi)文丘里管由一圓形測(cè)量管和置入測(cè)量管內(nèi)并與測(cè)量管同軸的特型芯體所構(gòu)成。。特型芯體的徑向外表面具有與經(jīng)典文丘里管內(nèi)表面相似的幾何廓形，并與測(cè)量管內(nèi)表面之間構(gòu)成一個(gè)異徑環(huán)形過(guò)流縫隙。流體流經(jīng)內(nèi)文丘里管的節(jié)流過(guò)程同流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管、環(huán)形孔板的節(jié)流過(guò)程基本相似。內(nèi)文丘里管的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使之在使用過(guò)程中不存在類似孔板節(jié)流件的銳緣磨蝕與積污問(wèn)題，并能對(duì)節(jié)流前管內(nèi)流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對(duì)稱速度分布進(jìn)行有效的流動(dòng)調(diào)整（整流），從而實(shí)現(xiàn)了高準(zhǔn)確度與高穩(wěn)定性的流量測(cè)量。

 

    4　性能特點(diǎn)

 

    與孔板等標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件相比，內(nèi)文丘里管的技術(shù)特點(diǎn)集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

 

    （1）測(cè)量準(zhǔn)確度高，配置高準(zhǔn)確度差壓變送器即可實(shí)現(xiàn)流量的準(zhǔn)確測(cè)量。

 

    （2）測(cè)量穩(wěn)定性好，內(nèi)文丘里管節(jié)流部位無(wú)銳緣，也不存在積污條件。因而在使用過(guò)程中流出系數(shù)能長(zhǎng)期保持恒定。

 

    （3）測(cè)量范圍度寬，不用二次表軟件修正即可達(dá)20∶1以上。

 

    （4）對(duì)介質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)，能測(cè)量高壓、低壓流體，高含濕氣體及各種臟污的流體。

 

    （5）適用雷諾數(shù)范圍寬，適用雷諾數(shù)下限低于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流體。    

 

    （6）對(duì)安裝直管段要求低，上游3D，下游1D。能有效避免或減少流量測(cè)量系統(tǒng)的附加測(cè)量不確度。

 

    （7）壓損小，測(cè)量差壓的1/5左右，節(jié)約能源。

 

    5　內(nèi)文丘里管流量計(jì)的應(yīng)用

 

    內(nèi)文丘里管的優(yōu)異技術(shù)性能，對(duì)解決目前公認(rèn)的所謂“大流量、低壓力、高含濕氣體的計(jì)量”難題和煤氣、非潔凈天然氣等臟污流體的計(jì)量難題，將會(huì)發(fā)揮重要作用；對(duì)于那些目前不得不仍在使用著孔板等傳統(tǒng)差壓式儀表但又非常需要提高測(cè)量精度、改善計(jì)量效果的計(jì)量場(chǎng)合，內(nèi)文丘里管將成其理想的換代產(chǎn)品；內(nèi)文丘里管配之以精密型差壓變送器和智能型二次儀表，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定、準(zhǔn)確地在線計(jì)量，可以部分地取代振動(dòng)式質(zhì)量計(jì)量計(jì)、氣體超聲流量計(jì)等高價(jià)位流量?jī)x表。此外，內(nèi)文丘里管對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)不具備長(zhǎng)的直管段安裝條件，特殊的高溫、高壓，強(qiáng)腐蝕性和臟污介質(zhì)以及非單相流的測(cè)量等計(jì)量場(chǎng)合也都具有獨(dú)特的計(jì)量?jī)?yōu)勢(shì)。

 

    內(nèi)文丘里管產(chǎn)品自開發(fā)以來(lái)，已成功地適用于計(jì)量高含濕天然氣，低壓臟污沼氣，焦?fàn)t煤氣，瓦斯氣，水蒸氣、熱水，高溫?zé)崦河偷龋瑢?shí)際應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)大。

 

    目前內(nèi)文丘里管得準(zhǔn)確流出系數(shù)還必須實(shí)流標(biāo)定，這給使用帶來(lái)一定的不便。