專利名稱:孔板-文丘利管組合式雙相流量計的制作方法
本實用新型屬于雙相流體流量和干度測量儀表。
在動力、化工、石油、輕工業(yè)、地?zé)岷秃四艿阮I(lǐng)域中，經(jīng)常遇到汽(氣)－液，氣－固，液－固等雙相流體流動問題。在雙相流體流動中，各相的流量大小是個重要參數(shù)，因此如何同時精確地測出各相流體的流量一直為人們所重視。在雙相流雙參數(shù)測量中，因有二個未知數(shù)，因此人們通常采用兩種特性不同的測量元件組合在一起，以實現(xiàn)同時測量各相流量。目前這方面的方法有γ射線密度計與其它常規(guī)流量計組合，這種形式的儀表操作繁瑣，難于在工業(yè)中廣泛使用；孔板與齒輪流量計組合該法僅適用于低壓和高粘度的氣液兩相流；雙園缺孔板法，該法誤差大，平均誤差30％，最大誤差可達100％；擾流子與文丘利管組合法，由于擾流子本身很難實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化且使用中易變形和斷裂，因而未能廣泛應(yīng)用；節(jié)流元件一多孔動壓探針組合式雙相流量干度計(中國專利申請?zhí)?6203508)這種方法對汽(氣)－液雙相流的測量具有較高精度，但對氣－固和液－固雙相流以及高粘性流體不適用。另外，采用單孔板雙相流量計(中國專利申請?zhí)?5201644)可用于氣－固，氣－液和液－固的雙相流測量，且有較高的精度，但是，這種方法在高壓雙相流時誤差顯著增大，因而使用受到限制。本實用新型針對上述存在的問題，提出采用孔板和文丘利管相組合的方法，可實現(xiàn)同時精確測量各種壓力下的兩相流體的各相流量。
圖1為孔板－文丘利管組合式雙相流量干度計及測量方法示意圖。圖中(1)為孔板，(2)為孔板法蘭，(3)為孔板取壓孔，(4)為文丘利管，(5)為文丘利管取壓孔，(6)為被測管狀物，(7)、(8)為差壓變送器，(9)為壓力變送器，(10)為微型計算機(11)為文丘利管與被測管狀物的連接法蘭。
圖2為孔板的幾種不同結(jié)構(gòu)圖，圖中(12)為孔板透鏡墊整體結(jié)構(gòu)圖，(13)為園缺孔板，(14)為扇形孔板，(15)為月牙形孔板，(16)為弧形孔板。
圖3為文丘利管結(jié)構(gòu)圖。
本實用新型主要是采用一個孔板和一個文丘利管作為測量元件；孔板可以是標(biāo)準(zhǔn)孔板或非標(biāo)準(zhǔn)孔板，高壓時采用孔板與透鏡墊整體結(jié)構(gòu)(如圖2(12)所示)，測量氣－固，液－固或污染性雙相流時采用園缺形、扇形、月牙形或弧形孔板(如圖2(13)、(14)、(15)、(16)所示)；文丘利管的漸縮和漸擴兩部分，可為整體加工(如圖3所示)或分段加工后再組合而成。
孔板的取壓方式可以是角接取壓或遠離孔板取壓(例如在孔板前2.5D，孔板后8D，10D或30D等，D為被測管道內(nèi)徑)?？装搴臀那鹄芡ǔＳ命S銅或不銹鋼制成。在測量氣－固或液－固雙相流時，測量元件內(nèi)表面上有一層耐磨、耐腐蝕的材料(如碳化硅等)。
該流量計在使用時，應(yīng)保證引壓管內(nèi)充滿單相的液體(在測量氣－固兩相流時，應(yīng)保證是氣體)，具體測量步驟是通過壓力變送器和差壓變送器分別將所測得的管內(nèi)系統(tǒng)壓力P，孔板前后壓差ΔPo和文丘利管壓差ΔPv輸入微型計算機即可得出各相的流量值。其原理是孔板壓差ΔPo和文丘利管壓差ΔPv都是被測各相流量M1和M2的函數(shù)，即ΔPo＝fo(M1，M2)，Pv＝fv(M1，M2)，由于孔板和文丘利管在結(jié)構(gòu)上差別很大，因此ΔPo和ΔPv具有完全不同的函數(shù)形式，所以根據(jù)二個獨立方程可以求出M1和M2。
本實用新型，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，阻力小，適用于各種壓力下的雙相流流量測量；各測量值可用微型計算機處理并自動記錄、顯示。
實施例1應(yīng)用本實用新型測量汽－液雙相流量。管道內(nèi)徑67毫米，工作壓力127大氣壓，采用標(biāo)準(zhǔn)孔板與文丘利管組合；孔板角接取壓，開孔截面比M0＝0.1025，文丘利管喉口截面與被測管道內(nèi)截面比M＝0.349。
根據(jù)下列關(guān)系式(1)，測得ΔPo和ΔPv即可標(biāo)出雙相流總流量M，然后根據(jù)關(guān)系式(2)求出干度X。
M＝0.1 △Pv-9.85 × 10-3( △Po)]]>(1)X＝0.3154(△Pv]]>／M)－0.9211 (2)式中M——雙相流總流量，噸／時；X——雙相流干度；ΔPo——孔板壓差，毫米水柱；ΔPv——文丘利管壓差，毫米水柱。
實施例2應(yīng)用本實用新型測量空氣－水混合物，工作壓力為一個大氣壓，被測管道內(nèi)徑25毫米，孔板開孔截面比M＝0.25，文丘利管喉口截面與被測管道內(nèi)截面比Mv＝0.328。
根據(jù)下列關(guān)系式(3)，測得ΔPo和ΔPv即可算出雙相流總流量M，然后根據(jù)關(guān)系式(4)求出干度X。
M＝0.02419△Pv]]>－0.01134△P o]]>(3)X＝3.171073×10－4(△Pv]]>／M)－8.09 (4)式中M——雙相流總流量，公斤／秒；X——雙相流干度；ΔPo——孔板的壓差，毫米水柱；ΔPv——文丘利管的壓差，毫米水柱。
權(quán)利要求
1.一種組合式雙相流量計，其特征在于由一個孔板(1)和一個文丘利管(4)所構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求
1所述的孔板一文丘利管組合式雙相流量計，其特征在于所述的孔板是標(biāo)準(zhǔn)孔板，非標(biāo)準(zhǔn)孔板，園缺孔板(13)，扇形孔板(14)，月牙形孔板(15)，及弧形孔板(16)；它們均可用黃銅或不銹鋼制成。
3.按照權(quán)利要求
1、2所述的孔板一文丘利管組合式雙相流量計，其特征在于所述的孔板采用與透鏡墊整體結(jié)構(gòu)(12)。
4.按照權(quán)利要求
1所述的孔板一文丘利管組合式雙相流量計，其特征在于所述的文丘利管是整體加工件或分段加工組合件。
專利摘要
本實用新型采用一個孔板和一個文丘利管作為測量元件，可同時精確地測量氣(汽)—液、氣(汽)一固和液-固雙相流的各相流量。適用于低壓、中壓和高壓雙相流。結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，各測量值可用微機處理并自動記錄、顯示。
文檔編號G01F1/42GK86207384SQ86207384
公開日1987年9月9日 申請日期1986年9月25日
發(fā)明者林宗虎, 王棟, 鄭亦朋 申請人:西安交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan