孔板流量計和v錐流量（liàng）計的（de）優缺點（diǎn）比（bǐ）較
長（zhǎng）期以來，孔板流量計由於（yú）其技術成熟、標準（zhǔn）化程度高、結構簡（jiǎn）單、維護方便等特點而被（bèi）廣泛地應用。在海（hǎi）洋石油工程中也常常會（huì）用到（dào）孔板流量計。以采油平台（tái）的測（cè）試分離器氣體出口測量為例，由於該介質為氣體，一般壓力較高，介質成分較複雜，流量範（fàn）圍隨著年份變（biàn）化（huà）較大等特點，決定了該場合應用孔板流量計*為合適。尤其近年出現的可更換孔板更是解決了原有（yǒu）孔板流量計的低量（liàng）程比的缺點而被廣泛地應用。但是可更換的孔板價格昂貴，一般至（zhì）少為同管徑孔板流（liú）量計價格的5倍（bèi）以上。那麽有沒有更好的產品來代替它，我（wǒ）們認為V錐流量計就是代替它的*選產品。
一（yī）、V錐流量計特點
V錐流量（liàng）計是從2000年左右才在中國國（guó）內出現的流量計。其工作原理和孔板流量計相同。介質通過V錐時，由於阻流件V錐的存在（zài），使得流體的（de）流過麵積發生變化，流速發生（shēng）變化，根（gēn）據伯努（nǔ）利方程，流速變化引起了壓力的變化，該壓力的變化與流速之間有一定（dìng）的（de）關係。通（tōng）過測量該壓力差達到測量流量的目的。雖然與（yǔ）孔板原理一樣，但是*本質的區別在於孔（kǒng）板（bǎn）為（wéi）中心收縮型節流裝置，而V錐為邊壁收縮型節流裝（zhuāng）置。
眾所周知，測量範圍窄是製約孔板使用的主要原因。測量範圍窄的主要原因是：孔板的流量（liàng）係數隨雷諾數的變化而變化較大，孔板（bǎn）的突然節流導致孔板（bǎn）後發生比較大的漩渦，該漩渦的存（cún）在直接導致信號噪聲比較大，從而限製了它的測量範圍。而V錐流量計克服了以上（shàng）缺點。
如圖1所示，V錐流量傳（chuán）感器是由與管道同軸的內部節流件V錐（zhuī）和取壓裝置組成的，流體經過時並不是像孔板那樣突然改變流體的流動狀態，而是介質隨（suí）著錐體的（de）方向向邊壁收（shōu）縮，該錐（zhuī）體起到了調整介質流動狀態的作用，重（chóng）塑了流束曲線，使流（liú）體的流動更加穩定。而且由於慣性力的存（cún）在，介（jiè）質經（jīng）過V錐的邊緣時並不直接衝刷錐體邊緣，因此（cǐ）V錐的邊緣（yuán）不像孔板那麽容易磨損，V錐的使用壽命長。由（yóu）於V錐特（tè）有的結構，V錐流量計有許多優於孔板流量計的特點。
1.1 量程比寬
V錐的zui早（zǎo）生產廠（chǎng）McCrometer公司（sī）開展了（le）一（yī）係列測試研（yán）究工作，得出（chū）結論：V錐和（hé）孔板比較，V錐的信噪比（bǐ）要小的多。由於信噪比（bǐ）小，V錐在小流量測量時，即（jí）使測量的差壓在較小的工況（kuàng）下也可以精確地進行測量。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（hào）噪聲的（de）影響。正因為此，V錐的量程比遠大於孔板的量程比。印度理工學院的SN Singh教授分別使用油和水在不同的雷諾數下做了實驗，得出（chū）結論：在一定的測量範圍內，V錐的流出（chū）係數幾乎與雷諾數無（wú）關。筆者也曾參與了數百台V錐流量計的（de）標定工作，從數據中可以看出，一般在1. 0精度範圍內（nèi），使用單台差壓變送器，V錐的量（liàng）程比就可以達到10∶1。
1.2 直管段要（yào）求低
V錐的自整流功能（néng）使其直管段要求低於孔板。印度理工學院的SN Singh教授分別采用油和（hé）水，在上遊的不同位置安置不同開度的閥門（mén）來試驗（yàn），*後得出（chū）的（de）結論為：如果上遊的幹擾是發生在V錐流量計的上遊10D，或更遠處（chù），則（zé）這種非對稱的速度分布不會影響流出係數（shù）的值CONTROL ENGINEERING，流出係數將保持在理想條件下所得出的相同的數（shù）值；如果上遊幹擾源的位置距離V錐流量計（jì）小於10D(如5D)，則流出係數的*大變化量為6%。可（kě）見隻要V錐前麵有10D的直管段，無論前麵有什麽樣的節流件都不會（huì）對（duì）其測量造（zào）成（chéng）影響。而ISO-5167中規定孔（kǒng）板的直管段要求根據（jù）前麵節流件的不同有很大的變化，一般至（zhì）少需要20D。如上述測試分離器的氣體出口一（yī）般采用4"的管（guǎn）道，對於V錐來說，其前麵隻需1 m的直管段就（jiù）可以了，後麵隻（zhī）需0. 5 m的直管段。
1.3 壓力損失（shī）小
壓力損失即不可恢複（fù）的壓力，它是流量計選型（xíng）時需要考慮的重要（yào）指標之一。在當今能源缺乏，提倡節能減排的（de）社會，該參數顯得尤為（wéi）重要（yào）。由於V錐體邊緣形狀（zhuàng）決定流體的流動狀（zhuàng）態，流體的壓力損失遠小於（yú）使（shǐ）用孔板時的壓力損失。而且由於V錐的自整流功能，其前（qián）麵無需（xū）加整流（liú）器，而孔板則需要（yào）較長的直管段來調整流體的流動狀態。海上石油（yóu）平台上空間較小，寸土寸金，很難滿足直管（guǎn）段的要求，常常需要增加整流器，以保（bǎo）證介質的流動狀態。但是整（zhěng）流器的高壓損（sǔn）帶來的弊病就是消（xiāo）耗更多的能源。即使不考慮（lǜ）整流器，在同**量下，V錐的壓力損失一般也隻有孔板（bǎn）的1/2~1/3。
1.4 精度高
由於V錐結（jié）構無可動（dòng）部（bù）件，使得V錐具有很好的重複性，一般小於（yú）0. 1%。由於量程比寬，即它的線性度好，從而使其（qí）精（jīng）度較高。根據GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》規定，用於能源計量的流量（liàng）計準確度（dù）等級要求為：煤氣和天然（rán）氣為2. 0級。所（suǒ）以在測試分離器出口的氣體測量中,在10∶1的量程（chéng）範圍內，V錐加上差壓變送器及二次表（biǎo）的總體誤差不會低於1. 5級，完全能滿足計量（liàng）要求。
1.5 長期性能好
由於錐體的輪廓形狀限製了介質的流動，流（liú）體沿著錐體形成了邊界層（céng），這意味著錐（zhuī）體的邊緣不容易（yì）受不清潔的流體磨損，從而使開孔比β保持不變，使得流（liú）量計可以在很長時間內保持精度而不必校驗。
2 V錐流量計的缺點
雖然V錐流量計（jì）有很多的優點（diǎn），但是它還是存在一些不足之處。
2.1 需要標定
孔板是**通過（guò）保證幾何尺寸就可以保證其（qí）測量（liàng）精度的流量計。而V錐屬於新型的（de）流量計（jì），雖然眾多（duō）的廠家及科研人員做了大量的實驗，但迄今為止V錐流量計可（kě）依據的（de）**標準有限，而且由於機密性和**的（de）限製，現已公布的有關V錐流量計結構設計的可利用（yòng）的文獻較為缺乏。各個生產廠家依（yī）據企標來生產，可以說產品魚龍混雜，並不是每個廠家的產品都可靠。由於試驗數據不充分，使得每台V錐流量計出廠時都必須經過嚴格的標定。從而也增加其費用。
2.2 售價較高
同種（zhǒng）規格的V錐流量計的價格要高於孔（kǒng）板流量計，但低於可更換孔板流量（liàng）計。由於V錐的用料多、加工工藝複雜、標定費用高，使得其（qí）售價較高。但是（shì）在考慮流量計時，初次購買價及安裝費用、儀表的可靠性、長期維護費用、永久壓力損失等綜合因素的總評才是選取流量計的依據（jù），隻有（yǒu）綜合考慮（lǜ）並權（quán）衡了以上這（zhè）些重要因（yīn）素，才能做到合理選型。如前所述，V錐流量計除了（le）在初（chū）次購買費用上高於（yú）孔板流量計外，其（qí）他的費用應該與孔（kǒng）板流量計持平或低於（yú）孔板流量計。尤其是在補償壓力損（sǔn）失所需要的耗能方麵，V錐流（liú）量計（jì）遠遠優於孔板流量計。所以從（cóng）長遠考（kǎo）慮，使用V錐流量計（jì）的綜合費用要低於孔板流量計。
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（rú）果給V錐流量計配兩台不同量程的變送（sòng）器，那麽其量程比的（de）擴展要遠大於可更換孔板流量計，而其價格要遠低於可更換孔板。
2.3 差（chà）壓較低（dī）
由於V錐流量計的流出（chū）係數要大於孔板流量計的流出係（xì）數，使得相同流量時孔板的差壓（yā）值要高於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錐流量計（jì）一般用低差壓表。
3 結論
綜上所述可知，在很多場合用V錐流量計（jì）代替（tì）孔板流量計，應該是利大於弊。對於文中開頭例舉的海洋平台測試（shì）分離器出口的氣體測（cè）量，筆（bǐ）者認為選（xuǎn）擇孔板流量計或（huò）可更換孔板流量計並不是*佳選擇。V錐流量計應該更適合於該工況。當然對（duì）於其他工況還需要具（jù）體（tǐ）問題具體分析，不能（néng）一概而論。
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