1 引言

    差壓式流量計是目前工業(yè)生產(chǎn)中用來測量氣體、液體和蒸汽流量的最常用的一種流量儀表。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，在整個工業(yè)流量測量領(lǐng)域中，差壓式流量計占流量儀表總數(shù)的一半左右。因為結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以由節(jié)流裝置和差壓計組成的節(jié)流式流量計在工業(yè)領(lǐng)域中用的最多。但由于傳統(tǒng)的差壓流量計的流出系數(shù)不穩(wěn)定，線性差，重復(fù)性不好，準(zhǔn)確度因受諸多因素影響也不高，易被磨損，壓損較大，量程比（范圍度）小，現(xiàn)場安裝條件高，要求的直管段過長等諸多缺陷，人們對產(chǎn)生差壓的節(jié)流裝置的優(yōu)化改進(jìn)一直沒有中斷。這種完善、改進(jìn)工作一直都沒有停止，并有了很大的飛越，研制出了一些適應(yīng)不同流體的節(jié)流裝置，例如：耐磨孔板、環(huán)形孔板、V型內(nèi)錐式、MPA、內(nèi)文丘里管流量計等節(jié)流裝置。

    2　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

    （1）測量管（2）特型芯體（6）前圓錐面（7）圓柱面

    （3）后支承環(huán)（4）前支承環(huán)（8）后院錐面（9）后支承軸

    （5）取壓接頭（10）前支承軸

    內(nèi)文丘里管由圓形測量管1和置于測量管內(nèi)的特型芯體2所構(gòu)成（參見圖1和圖2）。特型芯體是一個與測量管同軸的旋轉(zhuǎn)體，其母線是一假想管壁為無限薄的經(jīng)典截尾文丘里管的管壁軸向截面，即旋轉(zhuǎn)體的徑向外表面由前段圓錐面6、中段圓柱面7、尾段圓錐面8三部分構(gòu)成。特型芯體靠其支撐軸9、10和與測量管同軸的支撐環(huán)3、4定位，用制動件壓緊固定（小管徑產(chǎn)品，無前支撐軸，只用后軸由后支撐軸環(huán)定位固定）。支撐環(huán)是由具有同軸的內(nèi)環(huán)、外環(huán)和將內(nèi)外環(huán)連成一體的3-4個支撐肋構(gòu)成。在測量管管壁的特定位置上設(shè)有取壓接頭5（或遠(yuǎn)傳法蘭取壓接口），測量管兩端是用于和現(xiàn)場工藝管道相連接的標(biāo)準(zhǔn)法蘭。

    3 測量原理

    內(nèi)文丘里管（又稱環(huán)形綴管），其基本測量原理與標(biāo)準(zhǔn)孔板相同，即以能量守恒定律-伯努利方程和流動連續(xù)性方程為基礎(chǔ)的流量測量方法。內(nèi)文丘里管由一圓形測量管和置入測量管內(nèi)并與測量管同軸的特型芯體所構(gòu)成。。特型芯體的徑向外表面具有與經(jīng)典文丘里管內(nèi)表面相似的幾何廓形，并與測量管內(nèi)表面之間構(gòu)成一個異徑環(huán)形過流縫隙。流體流經(jīng)內(nèi)文丘里管的節(jié)流過程同流體流經(jīng)經(jīng)典文丘里管、環(huán)形孔板的節(jié)流過程基本相似。內(nèi)文丘里管的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使之在使用過程中不存在類似孔板節(jié)流件的銳緣磨蝕與積污問題，并能對節(jié)流前管內(nèi)流體速度分布梯度及可能存在的各種非軸對稱速度分布進(jìn)行有效的流動調(diào)整（整流），從而實(shí)現(xiàn)了高準(zhǔn)確度與高穩(wěn)定性的流量測量。

    4　性能特點(diǎn)

    與孔板等標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件相比，內(nèi)文丘里管的技術(shù)特點(diǎn)集中體現(xiàn)在以下幾個方面：

    （1）測量準(zhǔn)確度高，配置高準(zhǔn)確度差壓變送器即可實(shí)現(xiàn)流量的準(zhǔn)確測量。

    （2）測量穩(wěn)定性好，內(nèi)文丘里管節(jié)流部位無銳緣，也不存在積污條件。因而在使用過程中流出系數(shù)能長期保持恒定。

    （3）測量范圍度寬，不用二次表軟件修正即可達(dá)20∶1以上。

    （4）對介質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)，能測量高壓、低壓流體，高含濕氣體及各種臟污的流體。

    （5）適用雷諾數(shù)范圍寬，適用雷諾數(shù)下限低于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流體。    

    （6）對安裝直管段要求低，上游3D，下游1D。能有效避免或減少流量測量系統(tǒng)的附加測量不確度。

    （7）壓損小，測量差壓的1/5左右，節(jié)約能源。

    5　內(nèi)文丘里管流量計的應(yīng)用

    內(nèi)文丘里管的優(yōu)異技術(shù)性能，對解決目前公認(rèn)的所謂“大流量、低壓力、高含濕氣體的計量”難題和煤氣、非潔凈天然氣等臟污流體的計量難題，將會發(fā)揮重要作用；對于那些目前不得不仍在使用著孔板等傳統(tǒng)差壓式儀表但又非常需要提高測量精度、改善計量效果的計量場合，內(nèi)文丘里管將成其理想的換代產(chǎn)品；內(nèi)文丘里管配之以精密型差壓變送器和智能型二次儀表，能實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定、準(zhǔn)確地在線計量，可以部分地取代振動式質(zhì)量計量計、氣體超聲流量計等高價位流量儀表。此外，內(nèi)文丘里管對于現(xiàn)場不具備長的直管段安裝條件，特殊的高溫、高壓，強(qiáng)腐蝕性和臟污介質(zhì)以及非單相流的測量等計量場合也都具有獨(dú)特的計量優(yōu)勢。

    內(nèi)文丘里管產(chǎn)品自開發(fā)以來，已成功地適用于計量高含濕天然氣，低壓臟污沼氣，焦?fàn)t煤氣，瓦斯氣，水蒸氣、熱水，高溫?zé)崦河偷?，?shí)際應(yīng)用范圍正在迅速擴(kuò)大。

    目前內(nèi)文丘里管得準(zhǔn)確流出系數(shù)還必須實(shí)流標(biāo)定，這給使用帶來一定的不便。

    參考文獻(xiàn)

    [1]龐世強(qiáng)等.內(nèi)文丘里管流量計.儀器儀表學(xué)報，2001（6）.
    [2]孫淮清，王建中.流量測量節(jié)流裝置設(shè)計手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2005.
    [3]梁國偉，蔡武昌.流量測量技術(shù)及儀表.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.