V形錐流量計包括一個在測量管中同軸安裝的尖圓錐體和相應(yīng)的取壓口。該測量管是預(yù)先精密加工好的，在尖圓錐體的兩端產(chǎn)生差壓。此差壓的高壓(正壓)是在上游流體收縮前的管壁取壓口處測得的靜壓力，而低壓力(負(fù)壓)則是在圓錐體朝向下游端面，錐中心軸處所開取壓孔處壓力P2。該圓錐體的**朝向來流，該圓錐體與其尾隨面之間是一個尖銳的銳角。此交合面的邊緣使得流體在進(jìn)入下游的低壓區(qū)之前有一個平滑的過渡區(qū)。

由于流體不是被迫收縮到管道中心軸線附近，并且也不再是一個阻擋物(節(jié)流件)令流體突然改變流動方向，而是利用這種結(jié)構(gòu)新穎的內(nèi)錐式節(jié)流裝置實現(xiàn)了對流體的逐漸朝向管內(nèi)邊壁的收縮(節(jié)流)，使V形內(nèi)錐式流量計具有了一系列獨特的優(yōu)點。這種流量計在其節(jié)流件的下游只會產(chǎn)生高頻低幅的喘流(小渦流)，因而差壓變送器所測量的差壓ΔΡ信號是低噪聲信號。這樣在低壓力的取壓孔處可以測得靈敏度(分辨率)優(yōu)于2.5毫米水柱的壓力。這就使只用一個差壓變送器就獲得很寬的量程比(范圍度)(量程比可大于15比1)和很好的重復(fù)性，重復(fù)性優(yōu)于±0.1%成為可能。

 

一、V形錐流量計的優(yōu)點：

 

1、量程比寬

V 錐的zui早生產(chǎn)廠McCrometer公司開展了一系列測試研究工作， 得出結(jié)論： V 錐和孔板比較， V 錐的信噪比要小的多。由于信噪比小， V 錐在小流量測量時， 即使測量的差壓在較小的工況下也可以地進(jìn)行測量。從而不必像孔板那樣， 需要通過增大變送器的阻尼來改善信號噪聲的影響。正因為此， V 錐的量程比遠(yuǎn)大于孔板的量程比。印度理工學(xué)院的S N S ingh教授分別使用油和水在不同的雷諾數(shù)下做了實驗， 得出結(jié)論： 在一定的測量范圍內(nèi)， V 錐的流出系數(shù)幾乎與雷諾數(shù)無關(guān)。筆者也曾參與了數(shù)百臺V 錐流量計的標(biāo)定工作， 從數(shù)據(jù)中可以看出， 一般在1. 0精度范圍內(nèi)， 使用單臺差壓變送器， V 錐的量程比就可以達(dá)到10..1。

 

2、直管段要求低

V 錐的自整流功能使其直管段要求低于孔板。印度理工學(xué)院的S N S ingh教授分別采用油和水， 在上游的不同位置安置不同開度的閥門來試驗， zui后得出的結(jié)論為： 如果上游的干擾是發(fā)生在V形錐流量計的上游10D， 或更遠(yuǎn)處， 則這種非對稱的速度分布不會影響流出系數(shù)的值， 流出系數(shù)將保持在理想條件下所得出的相同的數(shù)值; 如果上游干擾源的位置距離V形錐流量計小于10D （如5D ）， 則流出系數(shù)的zui大變化量為6%。可見只要V 錐前面有10D的直管段， 無論前面有什么樣的節(jié)流件都不會對其測量造成影響。而ISO - 5167中規(guī)定孔板的直管段要求根據(jù)前面節(jié)流件的不同有很大的變化， 一般至少需要20D。如上述測試分離器的氣體出口一般采用4“的管道， 對于V 錐來說， 其前面只需1 m 的直管段就可以了， 后面只需0. 5m 的直管段。

 

3、壓力損失小

壓力損失即不可恢復(fù)的壓力， 它是流量計選型時需要考慮的重要指標(biāo)之一。在當(dāng)今能源缺乏， 提倡節(jié)能減排的社會， 該參數(shù)顯得尤為重要。由于V 錐體邊緣形狀決定流體的流動狀態(tài)， 流體的壓力損失遠(yuǎn)小于使用孔板時的壓力損失。而且由于V 錐的自整流功能， 其前面無需加整流器， 而孔板則需要較長的直管段來調(diào)整流體的流動狀態(tài)。海上石油平臺上空間較小， 很難滿足直管段的要求， 常常需要增加整流器， 以保證介質(zhì)的流動狀態(tài)。但是整流器的高壓損帶來的弊病就是消耗更多的能源。即使不考慮整流器， 在同*量下， V 錐的壓力損失一般也只有孔板的1 /2~ 1 /3。

 

4、精度高

由于V 錐結(jié)構(gòu)無可動部件， 使得V 錐具有很好的重復(fù)性， 一般小于0. 1% 。由于量程比寬， 即它的線性度好， 從而使其精度較高。根據(jù)GB17167 - 2006.。用能單位能源計量器具配備和管理通則。.規(guī)定， 用于能源計量的流量計準(zhǔn)確度等級要求為： 煤氣和天然氣為2. 0級。所以在測試分離器出口的氣體測量中， 在10..1的量程范圍內(nèi)， V 錐加上差壓變送器及二次表的總體誤差不會低于1. 5級， 完滿足計量要求。

 

5、長期性能好

由于錐體的輪廓形狀限制了介質(zhì)的流動， 流體沿著錐體形成了邊界層， 這意味著錐體的邊緣不容易受不清潔的流體磨損， 從而使開孔比。.保持不變， 使得流量計可以在很長時間內(nèi)保持精度而不必校驗。

 

二、V形錐流量計的缺點：

 

1、需要標(biāo)定

孔板是通過保證幾何尺寸就可以保證其測量精度的流量計。而V 錐屬于新型的流量計， 雖然眾多的廠家及科研人員做了大量的實驗， 但迄今為止V形錐流量計可依據(jù)的**標(biāo)準(zhǔn)有限， 而且由于機(jī)密性和的限制， 現(xiàn)已公布的有關(guān)V形錐流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計的可利用的文獻(xiàn)較為缺乏。各個生產(chǎn)廠家依據(jù)企標(biāo)來生產(chǎn)， 可以說產(chǎn)品魚龍混雜， 并不是每個廠家的產(chǎn)品都可靠。由于試驗數(shù)據(jù)不充分， 使得每臺V形錐流量計出廠時都必須經(jīng)過嚴(yán)格的標(biāo)定。從而也增加其費用。

 

2、售價較高

同種規(guī)格的V形錐流量計的價格要高于孔板流量計， 但低于可更換孔板流量計。由于V 錐的用料多、加工工藝復(fù)雜、標(biāo)定費用高， 使得其售價較高。但是在考慮流量計時， 初次購買價及安裝費用、儀表的可靠性、長期維護(hù)費用、壓力損失等綜合因素的總評才是選取流量計的依據(jù)， 只有綜合考慮并權(quán)衡了以上這些重要因素， 才能做到合理選型。如前所述， V形錐流量計除了在初次購買費用上高于孔板流量計外， 其他的費用應(yīng)該與孔板流量計持平或低于孔板流量計。尤其是在補(bǔ)償壓力損失所需要的耗能方面， V形錐流量計遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于孔板流量計。所以從長遠(yuǎn)考慮， 使用V形錐流量計的綜合費用要低于孔板流量計。使用可更換孔板的目的就是為了提高孔板的量程比。但是其價格昂貴。如果給V形錐流量計配兩臺不同量程的變送器， 那么其量程比的擴(kuò)展要遠(yuǎn)大于可更換孔板流量計， 而其價格要遠(yuǎn)低于可更換孔板。

 

3、差壓較低

由于V形錐流量計的流出系數(shù)要大于孔板流量計的流出系數(shù)， 使得相同流量時孔板的差壓值要高于V 錐的差壓值。孔板流量計的變送器一般都是用中差壓表， V形錐流量計一般用低差壓表。