[其他]節流元件-多孔動壓探針組合式雙相流量干度計

無效

• 申請號: 86203508
• 申請日: 1986-05-23
• 公開（公告）號: CN86203508U
• 公開（公告）日: 1987-09-09
• 發明（設計）人: 林宗虎;王棟;申國強
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01F1/34
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 陳國翔

本實用新型屬于雙相流體流量干度測量儀表。

在動力、化工、石油和核能等工程領域中，人們常常會遇到汽（氣）液雙相流體流動。如何精確地同時測定汽（氣）液雙相流體的兩個重要參數——流量和干度，一直是人們試圖解決的問題。在這種雙相流的雙參數測量中，由于有兩個未知數，因此人們常常采用兩種特性不同的測量元件組合在一起，以實現同時測量汽（氣）液雙相流的流量和干度。目前這方面的儀表有：孔板與齒輪流量計的組合，它僅適用于低壓、高粘性的汽（氣）液雙相流體；雙園缺孔板的組合，它的測量誤差較大，平均誤差為30％，最大可達100％；擾流子與文丘利管的組合，這種儀表由于擾流子本身難以實現標準化，且易變形或斷裂，使用受到限制；γ射線密度計與畢托管（或靶式流量計）的組合，這種儀表成本高，操作煩瑣且測量精度不高，工業上也難以推廣應用。本實用新型針對以上問題，提出采用節流元件（孔板、文丘利管或噴咀）與多孔動壓探針（笛形管亦稱均速管，或畢托管）的組合，可同時精確地測量汽（氣）液雙相流的流量和干度。

圖1為孔板——多孔動壓探針組合式雙相流量干度計及其測量方法示意圖。圖2為文丘利管——多孔動壓探針組合式雙相流量干度計及其測量方法示意圖。圖中（1）為均速管全壓孔；（2）為均速管靜壓孔；（3）為孔板；（4）為孔板法蘭；（5）為法蘭測量孔；（6）為被測管狀物；（7）、（8）為差壓變送器；（9）為壓力變送器；（10）為微型計算機；（11）為靜壓測量孔；（12）為連接法蘭；（13）為文丘利管；（14）為文丘利管測壓孔。

圖3為笛形管橫截面的幾種形狀。圖中（15）為園形；（16）為橢園形；（17）為棱形；（18）為梯形；（19）為倒梯形。

圖4為孔板透鏡墊結構示意圖。圖5為整體式文丘利管結構示意圖。

本實用新型的要點是，分別用一個節流元件和多孔動壓探針作為測量元件。節流元件可以是孔板、文丘利管或噴咀。多孔動壓探針可以是笛形管（亦稱均速管）或畢托管。節流元件與多孔動壓探針的前后安裝次序對測量結果沒有影響，只要二者保持足夠的距離（一般≥15D，D為被測管道內徑）?？装蹇刹捎脴藴士装寤蚍菢藴士装濉８邏簳r，可采用孔板與透鏡墊整體加工的結構（如圖4所示）?？装宓娜悍绞娇梢允墙墙尤夯蜻h離孔板取壓（例如孔板前2.5D，孔板后8D、10D等）。文丘利管采用漸縮和漸擴部分整體加工的結構（如圖5所示）。噴咀為普通的噴咀，笛形管上的全壓孔按等面積環原則布置；靜壓孔開在笛形管背面（如圖1所示）。當被測管道直徑較小時，笛形管的靜壓孔也可直接開在被測管道壁面上，或采用普通的畢托管作為動壓探針。

節流元件和多孔動壓探針通常采用黃銅或不銹鋼等材料制成。該雙相流量干度計在使用時，應保證引壓管內充滿單相的液體。具體的測量步驟是：通過壓力變送器和差壓變送器分別測得管內系統壓力P，節流元件前后壓差ΔP，多孔動壓探針的壓差ΔPa，由微型計算機直接計算并顯示出被測雙相流體的流量和干度。因為在一定壓力P下，節流元件測得的ΔPo和多孔動壓探針測得的壓差ΔPa都是兩相流體的流量M和干度x的函數，即ΔPo＝fo（M，x），ΔPa＝fa（M，x）。但ΔPo反映的是兩相流體通過節流元件時的加速壓降（在遠離孔板取壓的情況下，反映的是兩相流體通過孔板時的局部阻力損失與管道摩擦阻力之和），而ΔPa反映的是兩相流體的動壓。所以，函數fo與fa有著完全不同的形式，且它們是相互獨立的。故根據P，ΔPo和ΔPa即可測出M和x值。

本實用新型結構簡單，工作可靠，易實現標準化，在較大的壓力變化范圍內均能連續進行測量，測量誤差小于5％；各測量值可用微型計算機處理并自動記錄。

實施例1：

應用本實用新型測量空氣——水兩相流。采用孔板——笛形管組合。被測管道內徑D＝25毫米；管內工作壓力1個大氣壓。孔板和笛形管均用黃銅制成?？装彘_孔截面比m＝0.25；采用角接取壓。孔板與笛形管相距15D。

根據下列關系式（1）和（2），在測得ΔPo，ΔPa和工作壓力P后可算出干度x和雙相流體流量M。

x＝0.11185（ (ΔPo)/(ΔPa) ）－2.34608 （1）