威力巴流量計特點及測量原理

威力巴流量計為差壓式流量計，其測量原理和其他差壓式流量計相同，遵循伯努利方程（能量守恒定律）和流體連續(xù)方程（質(zhì)量守恒定律）。當流體流過探頭時，在其前部產(chǎn)生一個高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程原理，流體流過探頭時速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個低壓分布區(qū)，低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后在探頭后部產(chǎn)生部分真空，并且在探頭的兩側(cè)出現(xiàn)漩渦，充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的威力巴探頭，在探頭的前、后側(cè)產(chǎn)生壓力差（或稱差壓）。威力巴流量計均速流量探頭能精確地檢測到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓。流體的流速越大，產(chǎn)生的差壓越大。通過測量差壓的實測值，能確定流過威力巴探頭的流量大小。流量測量式為

 

（1）

 

式中qv——流體的體積流量，m3/s

 

K——工作狀態(tài)下威力巴的流量系數(shù)

 

Y&UPSilon;——工作狀態(tài)下流體流過威力巴時的流束膨脹系數(shù)（對不可壓縮流體Yυ=1，可壓縮性流體，Yυ<1）；

 

S——工作狀態(tài)下管道橫截面積，m2；

 

Δp——差壓，Pa

 

ρ——工作狀態(tài)下的流體密度，kg/m3。

 

根據(jù)式（1），只要確定流量系數(shù)就可以直接計算流體的體積流量。

 

2 流量系數(shù)K的確定

 

根據(jù)空氣動力學、流體力學、邊界層理論和實際流體測試數(shù)據(jù)，VERIS公司建立了威力巴流量計探頭的流量系數(shù)K的數(shù)學分析模型：

 

（2）

 

式中Cb——探頭尺寸；

 

βυ——探頭截面與管道截面的面積比；

 

C∞——取壓孔位置。

 

K主要取決于探頭尺寸、取壓孔位置和探頭截面與管道截面的面積比，其變化與流體雷諾數(shù)變化無關，精度可達±0.5%，比其他流量計精確度高。

 

3 威力巴流量計技術特點

 

威力巴是一種彈頭型斷面的均速管。威力巴（探頭）迎向流體的取壓孔讀取高壓信號；側(cè)后兩面的取壓孔讀取低壓信號。通過引壓管將威力巴探頭測得的差壓信號與差壓變送器連接，變成電信號傳至二次儀表（計算機系統(tǒng)），構(gòu)成流量測量系統(tǒng)。

 

3.1 流量系數(shù)穩(wěn)定

威力巴流量計彈頭型斷面的探頭有明顯的拐點，使流體通過探頭后流體分離點固定，流量系數(shù)K的穩(wěn)定性好。威力巴探頭成功應用了流體邊界層理論研究的成果。在探頭前端表面進行粗糙化處理并加防淤槽，相當于加入一個紊流發(fā)生器，使探頭不再形成邊界層流而始終保持邊界紊流，降低流體牽引力和渦街脫落力，并使流體產(chǎn)生穩(wěn)定的流線，從而使流量系數(shù)K更加穩(wěn)定。

 

3.2 防堵塞性好

 

灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的尾部。其他均速管探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部，在渦街力的作用下，探頭很快被渦街力帶來的雜質(zhì)堵塞。雖然可以采取增設吹掃裝置等措施，但無法從根本上解決堵的問題，因而影響正常計量。

 

威力巴探頭的高壓測孔因彈頭形狀的前部較寬，形成高壓區(qū)，阻止流體中固體顆粒的進入。低壓取壓孔取在側(cè)后兩邊，在流體與探頭的分離點之前，避開了渦流影響的半真空區(qū)域，避免了渦流帶來的雜質(zhì)對取壓孔的堵塞。其防堵塞性能優(yōu)于其他均速管探頭。正是威力巴探頭*的防堵設計，為煤氣等較臟流體的準確測量提供了應用空間。

 

3.3 一體化結(jié)構(gòu)高精度取壓

 

*高強度彈頭形單片雙腔結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)部成一體化結(jié)構(gòu)，避免了信號滲漏，提高了探頭結(jié)構(gòu)強度，能夠保持長期的高精度測量。

 

3.4 測得真實的平均流速

 

威力巴探頭插入管道后，探頭通過流體的整個速度剖面。探頭上有多個取壓孔，其位置經(jīng)面積積分后確立。通過多孔均速取壓，所測信號能反映流體截面真實的平均流速。即使直管不足夠長或流體波動較大，也能準確測得真實流量。

 

3.5 性能指標

 

威力巴探頭具有量程比寬、管道的性壓力損失低、安裝方便、基本免維護、使用壽命長等特點，可用于38~12000mm各種材質(zhì)的圓管、方管的流量測量。常規(guī)產(chǎn)品工作壓力為10MPa，工作溫度為427°C。特殊產(chǎn)品工作壓力為40MPa，工作溫度為800°C。