关于弯管流量计的几点看法

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弯管流量计虽然距今已有近百年的历史，但是只是近十多年来在我国才有了较大发展.弯管流量计属于差压式流量测量系统，当流体通过弯管传感器时，由于流体受到传感器的束缚，迫使流体按照弯管的曲率在管道中作类似的圆周运动，流体产生的离心力使传感器的内外侧壁产生压力差Ap(p -p：).该离心力的大小与流体的流速、密度P、及所做圆周运动的曲率半径 尺等等因素有关，该压力差通过差压变送器检测出来，转换为4～20 mA信号输出给上位机或二次仪表.弯管流量计按安装方式可分为L型、s型；按管形状可分为圆管型弯管流量计、方管型弯管流量计.其优点是 ：无压力损失 ，可测气体、液体和蒸汽，无可动部件，坚固结实，耐压耐温也较高 。 。

1 弯管测量准确度及可用性在测量气体流量时生产厂家在资料中讲到：当差压很小时，即处于低流速区(流速为 3～5 m/s)，流量误差较大；当差压增大并接近 100 Pa后，流速约为 7 m/s，流量误差减斜.生产厂家在这里明确指出：弯管流量计的测量下限(用流速表示)为 7 m/s，流速低于 7 m/s则会引起较大误差.这个 7 m/s是流速的概念，-般用户习惯用瞬时流量单位 m /h，下面我用瞬时流量单位 rn /h来说明流速 7 m/s的下限指标对测量所产生的影响 。

从流速、流量与管径的关系式m /h) . (2)：流体流速；g ：流体体积流量；D：管道直径。

这里以DN100和 DN200两种管道为例来计算-下，流速是7 m/s时对应的流量：DN100 7.74 m /hT]2式计算)。

经计算 7 m/s的流速限制对测量的影响如下 ：对DN100的管径，当流量低于198 m /h时，弯管的误差增大甚至不能测量 。

对 DN200的管径，当流量低于791 m /h时，弯管的误差增大甚至不能测量。

收稿 日期 ：2013-02·19作者简介：国海东(1961-)，男 ，山东阳谷人 ，吉林工业职业技术学院副教授，主要从事弯管流量方面的研究第 3期 国海东，等：关于弯管流量计的几点看法2 弯管测量蒸汽流量时的影响以蒸汽为例计算-下，看-看用于蒸汽流量测量时的影响：先给出质量流量与体积流量的计算关系式：q (kg/h)q (In /h)xp(kg/m ) (3)式中：g ：流体质量流量P：流体密度 ：流体体积流量假如饱 和蒸 汽 的温 度为 180 oE，压力 为1.019 7 MPa，密度为 5.160 kg/m ，动力粘度为0.015 6 MPa·s，在流速是 7 m/s时对应的质量流量是 ：对 DN100的管径g 198×5.1601021.68 kg/h1.02 t/h对 DN200的管径g 791×5.160：4081.1 kg/h4.08 t/h经计算 7 m/s的流速限制对蒸汽流量影响如下 ：DN100的管径当流量低于 1.02 t/h，弯管的误差增大甚至不能测量。

DN200的管径当流量低于4.08 t/h，弯管的误差增大甚至不能测量。

3 雷诺系数与弯管流量计的关系计算-下对应的下限雷诺数 是多少先给出2个计算雷诺数 的常用公式-354 (4)354 (5)式中 ：为流体动力粘度，其余同上。

大家都知道雷诺数R 在流量仪表中是-个很重要参数，它是衡量很多流量仪表测量范围性能的-个尺度。

例如：涡街流量计用下限雷诺数来说明其测量最小流量的能力：雷诺数 R ≥2×10 范围为线性测量区(精度保证区)；雷诺数尺 在 5 000-2×10 范围为可测区(精度低于技术指标)；雷诺数R <5 000为不可测量区(死区)。

0.2O.15×los 7×104 7×l0s图 1 涡街流量计测量范围与雷诺数关系其它流量计也都有不同的下限雷诺数要求(限制)，这里就不--列举了。

1u0鐾0OUU二I 习 垂 !管75 、l .圆孔板/ 层流 I 、 5O ， i/锐孔板 j l、粘的 流体 r . 气体 油等。

25 / ， r 、l Jn体 。 石 氚/-10 l 1、 .! / ，oL24 los los 107 / 管咀酉诺数 、v锥下限 孔板下限 弯管DN100下限ll弯管DN200下阳图2 差压仪表流出系数 C与雷诺数 。关系的曲线由于弯管流量计属于差压式仪表，所以这里把差压式仪表雷诺数 与流出系数 c的关系图列出进行分析，见图(2).从相关资料中可以查到：孔板的下限雷诺数 指标为 10 000；见图示，V锥的下限雷诺数指标为8000；见图示。

下面我将按照弯管的下限流速推得的流量反推弯管的下限雷诺数(仍以上述参数为例)：依据(4)式计算 DN100弯管的下限雷诺数为：R 。354而 102 0 2314612. 3×10(23万)依据(4)式计算 DN200弯管的下限雷诺数为；：354 462923 4.6×10(46万 )弯管流量计下限雷诺数与其它流量计的比较见图2所示。

DNIO0、DN200的弯管下限雷诺数高达2.3×10 和4.6×10 ，这表明弯管只能工作在高雷诺52 吉 林 化 工 学 院 学 报数 区域 内。

而差压式流量仪表的上限雷诺数因受亚音速的限制，-般不超过10 .这就充分说明弯管流量计在同样的上限雷诺数的条件下，其较高的下限雷诺数而限制了其测量范围，这说明了弯管流量计测量的范围较窄，测量小流量的能力差。

在国际、国内所有的著书立学中(除了弯管的生产厂外)，凡是提到弯管流量计时都-致指出它的测量精度低，如《流量测量节流装置设计手册》中明确指出：在 R/D≥1.25，R >10 时弯管流量计的流出系数相对不确定度为 4-4%.对此我们也查了大量的资料，得到的结果是：几乎所有国内、国外的专家、学者在所推荐的弯管流量计在其可以保证测量精度上，都不能为使用者所接受。

面对流量界关于弯管流量计测量精度上的技术分歧，还有待于广大用户和实践来检验和判断。

4 改进方法弯管处于管道的拐弯处，等同于-个胀力弯，管道冬、夏的热胀冷缩对弯管的弯径比R/D肯定有影响，而R/D又是决定测量精度极为重要的参数，因此对 R/D应当严格控制，若不能严格对应，则会产生大于 5%的误差。

5 结 论弯管流量计测量气体，当流量低于 198 m /h(DN100)时，误差将增大甚至不能测量；当测量水蒸汽，流量低于 1.02 t/h(DN100)时，误差也将增大甚至不能测量弯管流量计在同样的上限雷诺数的条件下，其较高的下限雷诺数而限制了其测量范围，弯管流量计测量的范围较窄，测量小流量的能力差。