
Расходомер с длинноствольной форсункой является устройством для измерения расхода по перепаду давления. Его основным компонентом является коническая форсунка, которая рассчитывает расход путем измерения перепада давления через форсунку. Он отличается высоким восстановлением давления, низкой пос...
Расходомер с длинноствольной форсункой является устройством для измерения расхода по перепаду давления. Его основным компонентом является коническая форсунка, которая рассчитывает расход путем измерения перепада давления через форсунку. Он отличается высоким восстановлением давления, низкой постоянной потерей давления и высокой точностью, что делает его пригодным для измерения высокоскоростных жидкостей, пара, газов и чистых жидкостей. Он находит широкое применение в энергетике и промышленном контроле процессов.
1、Конструктивные особенности
(1) Геометрия сопла
- Входная часть: гладкая четвертьэллиптическая кривая (или дуга окружности) для постепенного ускорения жидкости и уменьшения турбулентности.
- Горловина (секция минимального диаметра): цилиндрическая для обеспечения стабильных сигналов перепада давления.
- Выпускная секция: постепенно расширяющаяся конструкция для постепенного восстановления давления и минимизации потерь энергии.
- Отношение длины к диаметру: длина горловины по отношению к диаметру (обычно 0,6–1,0), превосходящая сопла короткой длины (сопла ISA 1932).
(2) Выбор материала
- Нержавеющая сталь (304/316): подходит для воды, пара и общепромышленных жидкостей.
- Легированная сталь (например, Хастеллой): для высокотемпературных коррозионных сред (например, кислых газов).
- Углеродистая сталь с твердым хромированием: для абразивных сред с твердыми частицами (например, минеральные суспензии).
(3) Методы отбора давления
- Угловое отбор давления (наиболее распространенный): порты давления расположены на фланцах выше и ниже по потоку.
- Радиальный отбор давления: порт выше по потоку расположен на расстоянии 1D от входа сопла; порт ниже по потоку расположен в горловине.
2. Принцип работы
(1) Ускорение жидкости: когда жидкость проходит через сужающуюся часть входа сопла, скорость увеличивается, а статическое давление уменьшается.
(2)Измерение перепада давления: расход рассчитывается путем измерения перепада давления (ΔP) между входом сопла и горловиной в сочетании с уравнением Бернулли.
(3)Восстановление давления: выходная расширительная секция замедляет жидкость, преобразуя часть кинетической энергии в статическое давление, тем самым снижая постоянную потерю давления.
3、Основные преимущества
| Преимущество | Описание |
| Возможность восстановления высокого давления | Постепенное расширение на выходе снижает потерю давления на 30–50 % по сравнению с диафрагмами. |
| Высокая точность | Типичная точность ±0,5 %–±1,0 %, превосходящая стандартные диафрагмы (±1,5 %–±2,5 %). |
| Устойчивость к эрозии | Гладкая конструкция входа подходит для высокоскоростных жидкостей (например, пара, природного газа). |
| Долгосрочная стабильность | Отсутствие острых краев, устойчивость к деформации и коррозии, увеличенные интервалы между техническими обслуживаниями. |
| Широкий диапазон регулирования | Диапазон регулирования до 10:1. |
4、Применимые условия
- Типы сред:
- Чистые газы (природный газ, воздух, пар).
- Жидкости с низкой вязкостью (вода, масла, химические жидкости).
- Не подходит для жидкостей, содержащих твердые частицы или жидкостей с высокой вязкостью (склонных к закупорке горловины).
- Рабочие параметры:
- Давление: от вакуума до 42 МПа.
- Температура: от -200 °C до +800 °C (в зависимости от материала).
- Диаметр трубы: от DN50 до DN500 (ограниченная пригодность для малых диаметров).
5、Типичные области применения
- Энергетика: измерение расхода пара в котлах (условия высокого давления и высокой температуры).
- Нефть и газ: измерение объема природного газа, мониторинг транспортировки по трубопроводам.
- Химические процессы: контроль подачи в реактор, измерение расхода сжатого воздуха.
- Аэрокосмическая промышленность: измерение расхода воздуха на испытательном стенде двигателя.
6. Требования к установке
(1)Прямые участки трубы:
- Вверх по течению ≥10D, вниз по течению ≥5D (увеличить до 20D/10D, если турбулентность потока значительная).
(2)Концентричность:
- Центр сопла должен совпадать с осью трубопровода, отклонение ≤1% от диаметра трубы.
(3)Указание направления потока:
- Вход сопла (эллиптический конец кривой) должен быть обращен в сторону направления поступающей жидкости.
(4)Сварная или фланцевая установка:
- Для применений с высоким давлением рекомендуется полная сварка; для средних и низких давлений допускаются фланцевые соединения.
7. Факторы, влияющие на выбор
(1)Чистота среды: твердые частицы или вязкие жидкости могут забивать горловину, что требует регулярного технического обслуживания.
(2) Диапазон чисел Рейнольдса: подходит для высоких чисел Рейнольдса (Re > 10⁵); точность снижается при низких скоростях.
(3) Требования к коэффициенту регулирования: при значительных колебаниях расхода (>5:1) следует рассмотреть возможность интеграции с датчиками перепада давления.
(4) Пространство для установки: требует значительных прямых участков трубопровода; следует соблюдать осторожность в ограниченных пространствах.
Расходомер с соплом большого диаметра представляет собой оптимальное решение для измерения высокого давления пара, высокоскоростных газов и чистых жидкостей. Его высокая точность и низкие потери давления обеспечивают значительные преимущества в энергетической и перерабатывающей промышленности.