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0 前言
長(zhǎng)期以來(lái)，節(jié)流裝置（孔板、噴咀、文丘利管）因適用于多種流體（氣體、液體、蒸汽），且耐高溫高壓，在許多行業(yè)中，如化工、電力、鋼鐵、冶金、石油天然氣、建材……多采用它用以監(jiān)測(cè)流量參數(shù)。在流量?jī)x表市場(chǎng)中，約占60%以上的份額。對(duì)于這種量大面廣的儀表，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 “封閉管道中流體流量測(cè)量專(zhuān)業(yè)委員會(huì)”（ISOTC30）極為重視，制定了節(jié)流裝置流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)ISO5167，并根據(jù)使用中的問(wèn)題不斷修改完善。我國(guó)的節(jié)流裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2624-93），在市場(chǎng)全球化的思想指導(dǎo)下，與其接軌，也等效采用ISO-5167。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOTC30經(jīng)二年多的討論醞釀，重新修訂了ISO5167，並于2003年3月公布執(zhí)行ISO-5167新的標(biāo)準(zhǔn)，引起了國(guó)內(nèi)流量專(zhuān)業(yè)人士的關(guān)注。
1 ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)修改的主要內(nèi)容：
1.在沒(méi)有流動(dòng)調(diào)整器條件下，對(duì)節(jié)流裝置（孔板、文丘利管）上游所要求的直管段普遍提出了更長(zhǎng)的要求；
2.建議在節(jié)流裝置上游安裝流動(dòng)調(diào)整器，以適當(dāng)縮短所要求的直管段長(zhǎng)度；
3.根據(jù)大量數(shù)據(jù)回歸的R/G公式取代原來(lái)的sto1z公式；
4.采用新公式來(lái)計(jì)算孔板的可膨脹系數(shù)；
5.修訂了關(guān)于孔板不同軸度、不平度及上游管內(nèi)壁粗糙度的限制要求。
以上5條，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)主要關(guān)心的是1、2二條；
2 流動(dòng)調(diào)整器（Flow Conditioner）
在直管段達(dá)不到表1的要求長(zhǎng)度時(shí)，管道中的流速分布不是充分發(fā)展紊流，流速分布不對(duì)稱(chēng)，有畸變還可能有漩渦、回流（圖1）。ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)建議采用流動(dòng)調(diào)整器，認(rèn)為選用后可改善流動(dòng)情況，無(wú)需過(guò)長(zhǎng)的直管段即可達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。
流動(dòng)調(diào)整器的結(jié)構(gòu)，主要有以下三種類(lèi)型：①多孔板 在一個(gè)平板上鉆多個(gè)圓孔，這種結(jié)構(gòu)將有助于改善流速分布；但不能清除旋渦；②管束 有助于減小、消除流動(dòng)中的漩渦。③綜合型 將以上二種結(jié)合起來(lái)，由ISO推薦的Zanker及由ASME推薦的Sprenkle等流動(dòng)調(diào)整器即綜合型結(jié)構(gòu)。
圖2所示的三類(lèi)流動(dòng)調(diào)整器的主要功能，a類(lèi)可減小漩渦，壓損較小，但效果較差；b類(lèi)，可減少、消除漩渦。并改善中等程序的流速分布畸變，壓損較大；c類(lèi)在消除漩渦及改善流速分布的性能均優(yōu)于a、b二種類(lèi)型，壓損也較大。
圖2C所示的綜合型流動(dòng)調(diào)整器；效果均較好，但Zanker及Sprenkle的結(jié)構(gòu)都太復(fù)雜，制造成本較高；而R.W.Miller所推薦的Ｍitsubishi調(diào)整器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，僅在一個(gè)厚為0.13D的板上鉆35個(gè)0.13Ｄ的圓孔，效果較好，不太復(fù)雜，易于制造，壓損中等。
在直管段長(zhǎng)度達(dá)不到要求時(shí)采用ISOTC30推薦的流動(dòng)調(diào)整器，并非萬(wàn)全之計(jì)，它在改善了流動(dòng)情況的同時(shí)，又帶來(lái)了以下弊�。孩僭黾映杀尽Ｖ圃煲慌_(tái)流量調(diào)整器的成本不亞于一臺(tái)流量計(jì)。②增加安裝、維修工作量。③易于堵塞。采用流動(dòng)調(diào)整器緣于在直管段達(dá)不到ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)要求的長(zhǎng)度，仍希望維持孔板等節(jié)流裝置較高準(zhǔn)確度的一項(xiàng)技術(shù)措施。可事與愿違，由于效果好的流量調(diào)整器均易于堵塞，并造成了流動(dòng)的畸變，它又反過(guò)來(lái)降低了測(cè)量準(zhǔn)確度。因此，采用流動(dòng)調(diào)整器并非上策，要徹底解決問(wèn)題，只有采用新型節(jié)流裝置。此時(shí)，業(yè)內(nèi)比較關(guān)注的是采用環(huán)形通道流量計(jì)。
3 環(huán)形通道流量計(jì)
3.1內(nèi)錐式流量計(jì)
上世紀(jì)80年代中期，由美國(guó)MCCROMETER公司研制、推出了這種新型節(jié)流裝置，由于內(nèi)錐具有整流作用，要求前、后直管段長(zhǎng)度都很小。特別適用于ISO5167新標(biāo)準(zhǔn)公布后所面臨的困境。我國(guó)天津、上海、寧夏均有產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
原理：
內(nèi)錐式流量計(jì)仍是一種通過(guò)節(jié)流測(cè)取差壓以推算流量大小的節(jié)流裝置。節(jié)流件為一個(gè)懸掛在管道中央的錐形體，前錐角約30°,后錐角約150°。高壓P1取自錐體前流體未擾動(dòng)（即未形成節(jié)流，流體未加速）的管壁；低壓P2取自后錐體中央，并通過(guò)內(nèi)錐支承桿引至管外，其差壓△P的平方根與流量成正比。計(jì)算與孔板、噴咀等類(lèi)似，只是需要將環(huán)形通道面積折合為孔板內(nèi)孔面積，計(jì)算公式如下：
計(jì)算公式
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