A K平衡流量計
美國A K, A K平衡流量計, A K儀表
A K平衡流量計是第三代節(jié)流裝置,是美國航空航天局(NASA)下屬馬歇爾航空飛行中心(NASA-MSFC)針對航天飛機的主發(fā)動機液氧測量而設(shè)計發(fā)明的一種新型流量計,稱為A K平衡流量計(BFM: Balanced Flow Meter)。這種流量計的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的5~10倍,流動噪聲降低到1/15,壓力損失約為1/3,壓力恢復(fù)快2倍,小直管段可以小至0.5D,沒有活動的部件,安裝和使用非常方便簡單,可省去大直管段,大大減少流體運行所需的能量消耗,是一種具有廣闊應(yīng)用前景的節(jié)能儀表。
???? A K平衡流量計對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進行了極大的改進,將節(jié)流原理由邊緣節(jié)流改為平衡節(jié)流,是一種革命性的差壓式流量儀表。平衡流量傳感器是一個多孔的圓盤節(jié)流整流器,安裝在管道的截面上,每個孔的尺寸和分布是基于獨特的公式和測試數(shù)據(jù)定制的,稱為函數(shù)孔。當流體穿過圓盤的函數(shù)孔時,流體將被平衡調(diào)整,渦流被小化,形成近似理想流體,通過標準取壓裝置,可獲得穩(wěn)定的差壓信號,根據(jù)伯努利方程計算出體積流量、質(zhì)量流量。
???? 平衡流量計巧妙的這種設(shè)計在于將多孔整流器和測量孔板合二為一,能限度地將流場平衡調(diào)整成理想狀態(tài),從而將差壓式流量計的優(yōu)勢發(fā)揮到極至。由于有航天巨額科研經(jīng)費的支持,2000年~2004年,NASA和QMC已經(jīng)組織大量流量技術(shù)對平衡流量計進行了試驗,約10萬組流量測量數(shù)據(jù)反映出測試結(jié)果良好,產(chǎn)品性能優(yōu)良。平衡流量計幾乎適用于所有流體測量,是流體測量技術(shù)的一場革命,其加工、制造安裝可以像孔板一樣實現(xiàn)標準化,有望成為節(jié)流裝置新的國際標準。NASA已經(jīng)于2004年獲得產(chǎn)品發(fā)明系列專利,并于2006年獲得總統(tǒng)頒發(fā)的發(fā)明大獎。
????A K平衡流量計已經(jīng)廣泛應(yīng)用到美國天然氣、煉油、氣體行業(yè)、化工廠、鋼鐵廠、發(fā)電廠和制藥廠也陸續(xù)使用,產(chǎn)品開始行銷全世界。2006年底,上海科洋科技科技發(fā)展有限公司成為這種流量計在中國的,目前已經(jīng)將平衡流量計產(chǎn)品成功引進中國,并在上海建立一個合作加工基地,能以較優(yōu)惠的價格提供符合美國標準的A K平衡流量計。
????特點:
????1.測量精度高
????由于平衡流量傳感器具有多孔結(jié)構(gòu)的特點,能對流場進行平衡,降低渦流、振動和信號噪聲,流場穩(wěn)定性大大的提高,表體采用特制的精密管道和專用取壓裝置,使度比傳統(tǒng)節(jié)流裝置提升了5-10倍。
????經(jīng)過實流標定,傳感器度可達±0.3%、±0.5%,適用于貿(mào)易計量場合。
????幾何尺寸檢驗,傳感器度可達±0.5%、±1.0%,適用于過程控制場合。
????平衡流量計加工重復(fù)性極高,與傳統(tǒng)節(jié)流裝置一樣,在實流標定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,可以實現(xiàn)幾何尺寸檢定。
????2.直管段要求低
????平衡流量傳感器能將流場平衡,調(diào)整穩(wěn)定,且壓力恢復(fù)比傳統(tǒng)節(jié)流裝置快兩倍,大大縮短了對直管段的要求。大多數(shù)情況下直管段可以小至0.5D~2D,尤其對于特殊或昂貴的管道,采用平衡流量計可以省去大量的直管段。
????3.壓力損失低
????平衡流量計的對稱平衡設(shè)計,減少了渦流的形成和紊流摩擦,降低了動能的損失,在同樣的工況下,與傳統(tǒng)節(jié)流裝置比較,壓力損失較少了70%,接近文丘里管,從而節(jié)省了相當大的運行成本,大量推廣。
????4.量程比寬
????與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比,平衡流量計極大提高了測量量程比.美國研究結(jié)果顯示,雷諾數(shù)大于50000時,選擇合適的孔徑參數(shù),平衡流量計無上限,根據(jù)工業(yè)測量實際應(yīng)用的需要,常規(guī)測量量程比為10:1,選擇合適的參數(shù)可以做道30:1或更高。
????5.重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性好
????平衡流量傳感器能將流場平衡穩(wěn)定,使重復(fù)性大大提高,可達到±0.1%。
????平衡流量計多個流通孔分散受力,無銳角磨損,其β值長期保持不變,長期穩(wěn)定性非常好;整個儀表無可動部件,使用壽命比傳統(tǒng)節(jié)流裝置延長了5-10倍。
????6.耐臟污不宜堵
????多孔對稱的平衡設(shè)計,減少了紊流剪切力和渦流的形成,從而大大降低了死區(qū)的形成,臟污介質(zhì)順利通過多個孔,減少了流體孔被堵塞的機會。
????7.測量范圍寬
????根據(jù)實驗結(jié)果,我們知道:平衡流量計的性能,使其流速可以從小到音速,其小雷諾數(shù)可低于200,雷諾數(shù)大于107;β值可選0.25~0.9。
????8.適用范圍
????平衡流量計工作溫度,壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級,工作溫度較高可達到850℃,42MPa。
????適合極低溫流體LNG,液空氣,液氮,液氧,液氬,液化乙烯,液氫,液氯等,能有效防止氣化,測量效果。
????平衡流量計可以測量汽液兩相、漿料、甚至固體顆粒測量,還可以測量雙向流。
????A K平衡流量計左右完全對稱,因此可以十分方便地測量雙向流。
????技術(shù)指標:
????管徑范圍:DN15~DN3000
????精度:±0.3%、±5%、±1%
????直管段要求:0.5D~2D
????壓損:孔板的1/3~1/4
????量程比:10:1,合適的工況數(shù)據(jù)可以做到更寬。
????重復(fù)性:0.1%
????Re范圍:200~107
????β范圍:0.25~0.9
????溫度范圍:金屬管道能承受的溫度,較高可達850℃。
????壓力范圍:金屬管道能承受的壓力,較高可達42MPa。
????耐臟污:特殊的設(shè)計和計算
????可以測量雙向流
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????應(yīng)用范圍:可應(yīng)用于氣體、液體、氣液兩相,液態(tài)氣體、雙向流、臟污介質(zhì)、漿料的測量。、