弯管流量计说明书

弯管流量计与传统的孔板流量计一样同属于差压式流量计的范畴，只是弯管流量计产生差压的方式与孔板流量计不同，孔板是利用流体的缩放原理产生差压的，而弯管传感器是利用流体的惯性原理产生差压的。
弯管流量计既继承了差压式流量计 结构简单、性能稳定、测量精确的优点，又克服了差压式流量计 压力损失大、容易堵塞、维护困难等缺点。
弯管流量计以其突出的节能效果、高稳定性、高准确性、高适应性，在热力、热电、冶金、石化行业的蒸汽、煤气、天然气、冷热水、油、空气、乙炔、硫化氢、二氧化碳两相流等介质测量中迅速推广。

应用范围
弯管流量计以其突出的节能效果、高稳定性、高准确性、高适应性，在热力、热电、冶金、石化行业的蒸汽、煤气、天然气、冷热水、油、空气、乙炔、硫化氢、二氧化碳两相流等介质测量中迅速推广，2012年产品覆盖全国28个省，并且已进入到国外市场，总计用量已达20000多台套。

组成
弯管流量计主要由弯管传感器、专用仪表或DCS系统、差压变送器及一些管道阀门组件组成，当流量测量需温度压力补偿时，还应配备压力变送器、温度变送器、温度传感器。
结构形式
　　弯管流量计的一次传感元件——弯管传感器依安装管线上的不同分为如下三种：
　　90°弯管传感器——用于工艺管线90°转弯连接处，替代原弯头
　　180°弯管传感器——用于直管线上，替代部分直管段
　　135°弯管传感器——用于工艺管线135°转弯连接处，替代原弯头
流量计主机的特点
●多回路、多参数显示
●先进的触摸式按键,外形和结构设计新颖，操作方便
●掉电保护功能，保护掉电后重要数据不丢失
●完备的实时运算补偿和数字滤波功能，提高了系统测量精度和稳定性。
●智能逻辑判断和自诊断功能
●RS－232（或485）串行接口输出，可直接与其他仪表或计算机系统通讯联网，满足用户和外部设备之间的实时通讯，或者外部控制、打印功能。
●标准（4－20mA）模拟量输出（可以根据用户需要选择）
●热量累计功能，可用于测量水蒸气、供暖热水的累计热量
●时钟功能，不受主机电源影响，能为用户提供准确的时间
●体积小、低功耗、运行稳定、测量精度高

工作原理
弯管流量计同属于差压式流量计的范畴，弯管传感器是利用流体的惯性原理产生差压的。当流体通过弯管时,由于受弯管的约束流体被迫作类似的圆周运动,流体在作圆周运动时产生的离心力作用于弯管的内外两侧,使弯管传感器内外两侧之间产生一个压力差，该压力差(也就是压差值)的大小与流体的密度有关，与流体的平均流速有关，与流体作圆周运动的曲率半径有关。他们之间遵循作圆周运动物体都必须遵循的牛顿运动定律的有关规律。
弯管流量计的研制成功，具有坚实的理论研究基础和实验研究基础。在理论研究方面主要是通过直接求解流体流过弯管的微分方程数值解的方法，全面揭示流体流经弯管的流动规律。在实验研究方面既有实验室的大量实验研究，又有在国家流量检定站（开封水大流量、烟台蒸汽、华阳天然气）对不同介质的流量测量的权威验证。
理论研究和大量的实验研究表明：由于弯管的导流作用，流经弯管的流体呈现了非常复杂的流动状态。通过求取纳维——斯托克斯微分方程（N—S方程）数值解，可以动画显示出这种流动状态主要包括沿主管道方向的主流动、垂直于主流动的双螺旋二次流动及出口漩涡等主体内容，具有很强的规律性。根据对真实粘性流体通过弯管内、外侧压力差成正比例关系，具有很好的相关性。根据量纲分析原理，流过弯管的平均流速与弯管内、外侧的压力差可由下式给出：
二次流的附加转向作用
N-S方程——理论基础
流动基本规律——出口漩涡
流体在某一温度某一压力的条件下流过一个管道，当其流经转弯时，该流体将做相应的圆周旋转运动。根据流体强制旋流理论，流体在管道内作圆周运动与固体在空间状态下作圆周运动类似，因此流体必然会产生惯性离心力，该离心力的大小与流体的流速、流体的密度以及作圆周运动的曲率半径（也就是弯管传感器的曲率半径）等因素有关。
　　由于弯管传感器曲率半径是已知的，流过弯管传感器的流体密度又可通过对流体的温度、压力等参数的测定利用主机的计算机准确地求得，因此在弯管传感器上产生的离心力的大小就只是流体流速的函数。只要测出离心力的大小，就可测出流体在管道内的流速，将流速乘以管道的截面积和流体的密度，流体的流量即可计算确定。其计算关系如下：
　　式①给出了流过弯管流体的平均流速和差压值的函数表达式：
　　V=a[（P1-P2）/ρ]β--------①
　　其中：V－－－流体的平均流速；
　　a－－－综合流量系数，a=f（弯管弯径比、雷诺数、介质动力粘度、管道粗糙度等），其中尤以弯径比的影响最为重要:
　　P1-P2-----弯管内、外侧压力差；
　　ρ－－－－流体的密度；
　　β－－－－指数；
　　计算出平均流速V,就可得出计算流量的函数表达式:
　　Q=S*V*ρ-----------②
　　式中：
　　S－－－－弯管横截面积；
　　V－－－流体的平均流速； 适用范围
　　1、 公称直径：25mm≤DN≤2000mm
　　2、 公称压力：PN≤10MPa
　　3、 介质温度：t≤450℃(t>450℃订货时通知)
　　4、 雷诺数范围：ReD>104
　　5、 精度等级：1级，1.5级
　　6、 R/D≥1.25
流量计特点
●测量准确度高、重复性好：弯管流量计系统测量精度高达0.5~1.5级，重复性准确度则高达0.2%。
●无附加压力损失：弯管传感器没有任何插入件或节流件，因此在测量流量过程中不会对被测流体造成附加压力损失，可节省流体输送的动力消耗，节约能源。
●适应性强：弯管传感器可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿及其它恶劣环境中正常使用。
●量程范围宽：流速测量范围：液体介质为0.2～12米/秒, 蒸汽或气体介质为5～160米/秒的。管径范围： φ10～φ2000mm。
●直管段要求不严格：直管段前五（5D）后二（2D）即可充分满足使用要求。
●使用寿命长：弯管传感器耐温、耐压、耐腐蚀、耐磨损、耐振动性能好，并对微量磨损不敏感。传感器经特殊加工处理后寿命至少与管道寿命相同。
●安装方便、耐磨损、免维护：由于弯管传感器对磨损不敏感，所以可以直接焊接安装在管道上，一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人头痛的问题，不需维护。

基本特点
全
测量介质全，包括液体、蒸汽、气体等。液体包括热水、冷水、油、液氨以及其它液体；蒸汽包括过热蒸气、饱和蒸气；气体包括高炉煤气、焦炉煤气、氧气、空气、天然气、乙炔、硫化氢等等。
宽
管径范围宽：DN10——DN2000mm；
温度范围宽：-50℃ ——600 ℃；
压力范围宽：0——32MPa；
安装范围宽：管道转弯处和直管道上均能安装，管道的转弯处用90°标准传感器，直管道上用“V”型传感器；
量程比宽： 10：1；能满足双向测流；
流速范围宽：适用于管道内流速为0.2～12米/秒(液体介质)和5～160米/秒(气体介质包括蒸汽)的流体流量测量，且都能满足测量准确度的要求；
适用条件宽：弯管传感器可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿及其它环境恶劣，安装条件极差的现场中正常使用，如果采用耐腐蚀材料(如：不锈钢、工程塑料、玻璃、陶瓷等)制造的弯管传感器也可测量各种腐蚀性介质的流量。
短
直管段要求短，前五(5D)后二(2D)倍管径长的直管段就能满足其对直管段的要求，从而方便了这种流量计在工业现场的推广应用。
省
弯管传感器没有任何插入件和节流件，因此在测量流量过程中不会对被测流体产生附加压力损失，可节省流体输送的动力消耗，降低运行费用。
只要用弯管传感器代替原来管道上的弯头即可进行流量测量，传感器寿命和管道寿命相同。
安装运行后几乎没有维护工作量。
准
系统测量准确度：0.5～1.5级。
稳
重复性精度为0.2%。长期运行性能不变。由于弯管传感器一次安装之后，不再需要重复拆装，因此其安装精度也能得到很好的保证。



弯管流量计的系统构成
1． 测量煤气、空气等弯管流量计系统构成
        常用的系统构成见下图：（安装图以垂直安装，正压测在上）
2．测量蒸汽弯管流量计系统构成
　　常用的系统构成见下图：（安装图以垂直安装，负压测在上）
3．测量液体弯管流量计系统构成
　　常用的系统构成见下图：（安装图以水平安装）

主要技术参数：
  . 取压方式：内外侧取压
  . 公称压力 : ≤ 32MPa
  . 公称通径： 50 ～ 1000mm
  . 精确度（不确定度）： ± 2.5%
  . 适用范围：雷诺数范围 ReD ： 10 6 ≥ ReD ≥ 10 4

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