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浅谈分体式电磁流量计流动剖面理论与实践应用

  • 发表时间:2021-03-10 16:00:00
分体式电磁流量计在管道横截面内以不同的速度流动。对于发育良好,理想的流动,分体式电磁流量计速度在管道中心附近最高,以对称方式朝管壁减小。分体式流量计在流过管道时所采用的形状称为速度分布。简单来说,速度曲线是管道上速度的分布。

您可能已经意识到,在理想的安装中,即在测量点之前具有大长光滑直管的安装,速度以规则且已知的方式分布在管道上。这被称为“完全发达”状态。在我们遇到的几乎所有装置中,流动都是湍流,即雷诺数大于10,000。这种情况被称为“完全发展的湍流”。工程师非常熟悉完全发展的湍流状态的流动剖面。他们知道管道横截面上的速度分布。他们可以根据插入探头获得的点速度轻松计算管道内的平均体积流量。

但是,如果测量点上游的流动受到干扰,例如弯曲或分体式电磁流量计,或者直径变化,那么轮廓将不会完全发展。在这种情况下,基于插入探针测量的计算将导致体积流量的值不正确。流动剖面在横截面位置处建立跨越管道直径的各种分体式电磁流量计速度。通过确定管道的流量曲线,并整合数据以建立平均流速,仪器工程师可以检查流量计测量真实流量的准确程度。

定义术语:
平均速度 - 管道直径上所有流速的加权平均值。
感应速度 - 流量计测量的速度。

为了确定流动剖面,仪器工程师将管道横截面分成几个同心环形区域。它们假设环形区域内的速度是恒定的,即使直径上不同点的速度不同。它们根据其对平均速度计算的影响对每个环形速度进行加权。为了得到平均速度,他们将加权速度除以平均速度因子并对结果求和。

插入探针
插入探针可以方便地测量管道直径上的不同流速。它们仅在探针尖端的直接区域测量分体式电磁流量计速度。虽然不是极高精度的仪器,但它们可用于在许多困难的应用中提供良好的精度。

例如,ABB AquaProbe是一种带有“内向外”分体式电磁流量计设计的插入式探头。线圈位于尖端处的成形芯上,其具有在流动中产生球形磁场的效果。流过场的导电分体式流量计以与传统分体式流量计相同的方式产生电压电势。

另一方面,全通径电磁计可以看到管道的整个直径。它主要受到管道整个横截面积上的速度分布的影响。因此,全孔分体式电磁流量计在其测量位置采用合理的流速平均值。

除了确定流量剖面外,插入探头还可用于精确测量管道内的分体式电磁流量计流量,但仅限于流速探测器位置的轮廓已有详细记录。

测量流量
曲线有几个因素会影响使用插入式探头测量流量曲线。
流速必须低于可能导致流量测量对插入探头造成损坏的值。
必须准确了解测量点处管道的内径。
必须在管道直径上进行足够的测量,以确定有意义的轮廓。
每个点的测量时间必须足够长,以确定良好的流量平均值。
广泛变化的流量可能使流量曲线的确定无法工作。
上游管道配置将控制准确确定流量剖面所需的横截面测量数量。
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