Đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai sử dụng thiết bị tiết lưu làm yếu tố phát hiện là một loạt các ứng dụng, sử dụng một loại đồng hồ đo lưu lượng trưởng thành và sử dụng một lượng lớn, cho đến nay vẫn đang phát triển. Trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là đo lưu lượng hơi nước, tấm lỗ là thiết bị điều tiết được sử dụng rộng rãi nhất. Nhưng trong ứng dụng thực tế, do hạn chế của điều kiện làm việc cụ thể, cũng như tổn thất áp suất lớn của tấm lỗ, tiêu thụ năng lượng cao, tỷ lệ phạm vi nhỏ, độ chính xác thấp, yêu cầu dài của phần ống thẳng, dễ hao mòn, bảo trì lớn và nhiều khiếm khuyết khác, làm cho nó ngày càng không theo kịp nhu cầu phát triển công nghiệp hiện đại ngày nay. Một loại lưu lượng kế cân bằng xốp mới được thiết kế và phát minh bởi Trung tâm bay hàng không Marshall của NASA như một thiết bị điều tiết thế hệ thứ ba, được gọi tắt là Lưu lượng kế cân bằng A+K, làm cho độ chính xác, độ lặp lại và độ tin cậy của các phép đo nguồn chính đạt đến một tầm cao mới chưa từng có. 1 Nguyên tắc làm việc Nguyên tắc điều tiết của đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp A+K thay đổi từ tiết lưu cạnh sang tiết lưu cân bằng là lắp đặt một bộ chỉnh lưu tiết lưu đĩa xốp vào phần của đường ống, kích thước và phân phối của mỗi lỗ được tùy chỉnh dựa trên công thức độc đáo và dữ liệu thử nghiệm được gọi là lỗ chức năng. Khi chất lỏng đi qua lỗ chức năng của đĩa, chất lỏng sẽ được điều chỉnh cân bằng và dòng xoáy được giảm thiểu để tạo thành một chất lỏng gần như lý tưởng, thông qua thiết bị lấy áp suất tiêu chuẩn, tín hiệu chênh lệch ổn định có thể thu được, theo phương trình Bernoulli, lưu lượng thể tích, lưu lượng khối lượng được tính toán. Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng khéo léo kết hợp bộ chỉnh lưu xốp và tấm lỗ đo thành một, có thể điều chỉnh cân bằng trường dòng chảy đến trạng thái lý tưởng ở mức tối đa, do đó phát huy tối đa lợi thế của đồng hồ đo lưu lượng áp suất chênh lệch. Nguyên tắc cấu trúc của nó được thể hiện trong Hình 1. Hình 1 Sơ đồ cấu trúc của máy đo lưu lượng cân bằng A+K

Đồng hồ đo lưu lượng áp suất vi sai sử dụng thiết bị tiết lưu làm yếu tố phát hiện là một loạt các ứng dụng, sử dụng một loại đồng hồ đo lưu lượng trưởng thành và sử dụng một lượng lớn, cho đến nay vẫn đang phát triển. Trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là đo lưu lượng hơi nước, tấm lỗ là thiết bị điều tiết được sử dụng rộng rãi nhất. Nhưng trong ứng dụng thực tế, do hạn chế của điều kiện làm việc cụ thể, cũng như tổn thất áp suất lớn của tấm lỗ, tiêu thụ năng lượng cao, tỷ lệ phạm vi nhỏ, độ chính xác thấp, yêu cầu dài của phần ống thẳng, dễ hao mòn, bảo trì lớn và nhiều khiếm khuyết khác, làm cho nó ngày càng không theo kịp nhu cầu phát triển công nghiệp hiện đại ngày nay. Một loại lưu lượng kế cân bằng xốp mới được thiết kế và phát minh bởi Trung tâm bay hàng không Marshall của NASA như một thiết bị điều tiết thế hệ thứ ba, được gọi tắt là Lưu lượng kế cân bằng A+K, làm cho độ chính xác, độ lặp lại và độ tin cậy của các phép đo nguồn chính đạt đến một tầm cao mới chưa từng có.

1 Nguyên tắc làm việc

Nguyên tắc tiết lưu của đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp A+K thay đổi từ tiết lưu cạnh sang tiết lưu cân bằng là lắp đặt bộ chỉnh lưu tiết lưu đĩa xốp vào phần của đường ống, kích thước và phân phối của mỗi lỗ được tùy chỉnh dựa trên công thức và dữ liệu thử nghiệm độc đáo được gọi là lỗ chức năng. Khi chất lỏng đi qua lỗ chức năng của đĩa, chất lỏng sẽ được điều chỉnh cân bằng và dòng xoáy được giảm thiểu để tạo thành một chất lỏng gần như lý tưởng, thông qua thiết bị lấy áp suất tiêu chuẩn, tín hiệu chênh lệch ổn định có thể thu được, theo phương trình Bernoulli, lưu lượng thể tích, lưu lượng khối lượng được tính toán.


Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng khéo léo kết hợp bộ chỉnh lưu xốp và tấm lỗ đo thành một, có thể điều chỉnh cân bằng trường dòng chảy đến trạng thái lý tưởng ở mức tối đa, do đó phát huy tối đa lợi thế của đồng hồ đo lưu lượng áp suất chênh lệch. Nguyên tắc cấu trúc của nó được thể hiện trong Hình 1.
Hình 1 Sơ đồ cấu trúc của máy đo lưu lượng cân bằng A+K

2 Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp so với hiệu suất tấm lỗ
Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp so với tấm lỗ tiêu chuẩn có những ưu điểm sau trong ứng dụng thực tế:
(1) Độ chính xác cao và độ lặp lại tốt
Cảm biến lưu lượng kế cân bằng xốp có đặc điểm cấu trúc xốp đối xứng, có thể cân bằng trường dòng chảy, giảm dòng xoáy, rung và nhiễu tín hiệu. Và đặc điểm cấu trúc của tấm lỗ là sự co lại đột ngột từ thành ống đến trung tâm của đường ống, gây ra khu vực góc phải của tấm lỗ và thành ống, khu vực góc phải này sẽ gây ra một xoáy lớn sau khi chất lỏng chảy qua. Nếu hơi nước được đo, thì hơi nước sẽ có một phần hiện tượng hóa lỏng sau khi bị chặn trực tiếp bởi tiết lưu, hơi nước sau khi hóa lỏng sẽ bị ảnh hưởng bởi dòng xoáy ở lại khu vực góc phải của tấm lỗ và thành ống, hình thành sự xáo trộn nghiêm trọng đối với tín hiệu áp suất. Sự can thiệp này ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của đồng hồ. Độ chính xác của tiết lưu tấm lỗ là
± 1%~2%, và độ chính xác của đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp có thể đạt ± 0,3%,
± 0,5%, từ hiệu suất toàn diện của nó, cảm biến lưu lượng kế cân bằng phù hợp hơn cho các dịp đo lường.
(2) Yêu cầu thấp đối với phần ống thẳng
Cảm biến lưu lượng kế cân bằng xốp do phục hồi áp suất nhanh gấp đôi so với tấm lỗ, rút ngắn đáng kể yêu cầu đối với phần ống thẳng, phần ống thẳng phía trước và phía sau của nó thường là 1D 3D phía trước, tối thiểu có thể nhỏ hơn 0,5D. Và các yêu cầu chung của tấm lỗ tiêu chuẩn là hơn 15D, nếu phía thượng nguồn của đồng hồ đo lưu lượng tấm lỗ có hơn hai khuỷu tay 90 ° trong các mặt phẳng khác nhau thì phần ống thẳng yêu cầu ít nhất 50D. Trong bối cảnh tăng giá thép xã hội ngày nay, phần ống thẳng dài sẽ không còn là chi phí nhỏ, đặc biệt là đường ống cỡ lớn và đường ống của vật liệu đắt tiền đặc biệt, chẳng hạn như zirconium, hastelloy, v.v., chi phí của phần ống thẳng cao hơn nhiều so với giá đồng hồ đo. Do đó, việc áp dụng đồng hồ đo lưu lượng cân bằng có thể tiết kiệm rất nhiều tiền, đường kính ống càng lớn, vật liệu càng đắt, tiết kiệm càng rõ ràng.
(3) tổn thất áp suất vĩnh viễn thấp
Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp Thiết kế cân bằng đối xứng xốp, giảm sự hình thành lực cắt hỗn loạn và dòng xoáy, giảm tổn thất động năng, giảm 70% tổn thất áp suất so với thiết bị tiết lưu truyền thống trong cùng một điều kiện đo lường, do đó tiết kiệm đáng kể chi phí năng lượng hoạt động.
(4) Bảo trì miễn phí và tuổi thọ dài
Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp Do cấu trúc cân bằng xốp được áp dụng, các cạnh của lưu lượng throttle thông qua cấu trúc góc phải hoặc cấu trúc góc cùn, cải thiện yêu cầu về độ sắc nét đầu vào của tấm lỗ, làm giảm hao mòn và tăng khả năng chống mài mòn.
(5) Chống bẩn không dễ chặn
Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp Thiết kế cân bằng đối xứng xốp, dễ dàng thông qua môi trường dày và môi trường chứa nhiều tạp chất (ví dụ: khí than cốc và khí đốt lò cao), cũng có thể thực hiện đo hai pha khí lỏng, bùn và thậm chí cả các hạt rắn, chất bẩn không dễ lắng đọng, gắn kết, cải thiện độ chính xác của phép đo và chu kỳ bảo trì sử dụng.
(6) Tỷ lệ phạm vi rộng, phạm vi sử dụng số Reynolds rộng
Phạm vi của đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp thường có thể đạt 10: 1, chọn các thông số thích hợp có thể đạt 30: 1 hoặc cao hơn. Phạm vi của tấm lỗ thường chỉ là 4: 1. Các tấm lỗ tiêu chuẩn không nên được đo ở số Reynolds thấp, hệ số dòng chảy của tấm lỗ tiêu chuẩn thường ổn định khi số Reynolds trên 4000, và ở số Reynolds thấp, hệ số dòng chảy của nó sẽ thay đổi theo sự thay đổi của số Reynolds, ảnh hưởng rất lớn. Trong khi đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp được đặc trưng bởi các khu vực không bị mắc kẹt, số Reynolds ảnh hưởng rất ít đến nó. Khi số Reynolds nhỏ đến 500, độ chính xác và hệ số dòng chảy của đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp không thay đổi nhiều.
(7) Phương tiện điều kiện làm việc đặc biệt như nhiệt độ và áp suất cao có thể đo được
Đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp có nhiệt độ làm việc lên tới 850 ℃, áp suất làm việc lên tới 42MPa, phù hợp với LNG chất lỏng nhiệt độ rất thấp, không khí lỏng, nitơ lỏng, oxy lỏng, argon lỏng, ethylene lỏng, hydro lỏng, clo lỏng, v.v. và có thể ngăn chặn hiệu quả khí hóa, hiệu quả đo lường là tốt nhất. Trong một số điều kiện làm việc, môi trường ở gần trạng thái tới hạn, sự thay đổi nhiệt độ và áp suất có thể dễ dàng gây ra khí hóa chất lỏng. Khi môi trường chảy qua ga, tốc độ dòng chảy tăng lên và áp suất tĩnh giảm. Nếu áp suất thấp hơn áp suất bay hơi, hiện tượng khí hóa sẽ xảy ra. Khi khí lỏng chảy qua đồng hồ đo lưu lượng cân bằng, do thiết kế cấu trúc độc đáo của nó, hiệu suất được tối ưu hóa hơn nhiều so với tấm lỗ, vấn đề khí hóa được giải quyết tốt.

3 ví dụ về tiết kiệm năng lượng cho đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp

Lưu lượng kế, như một yếu tố đo lường, cũng là một yếu tố tiêu thụ năng lượng. Chi phí vận hành của đồng hồ đo lưu lượng bao gồm chi phí chính xác đo lường và chi phí vận chuyển phương tiện, chi phí chính xác đo lường là tổn thất thanh toán thương mại do đo lường không chính xác. Đối với môi trường quý giá, chi phí chính xác là rất quan trọng. Chi phí vận chuyển phương tiện truyền thông là năng lượng tiêu thụ trong quá trình vận chuyển phương tiện truyền thông, chủ yếu được đánh dấu bằng tổn thất áp suất vĩnh viễn do các yếu tố đo lường, trong trường hợp môi trường năng lượng như hơi nước. Chi phí vận chuyển phương tiện truyền thông là một khoản chi phí lớn (năng lượng tiêu thụ), dễ bị bỏ qua vì nó không được thể hiện trong một khoản đầu tư, nhưng trong một khoản đầu tư năng động vượt xa một khoản đầu tư thiết bị.
Sử dụng các ví dụ đo hơi cụ thể để so sánh:
Điều kiện làm việc: Phương tiện đo là hơi nước quá nóng, đường kính ống ф325 ×13, áp suất là 3900kPa, nhiệt độ là 450 ℃, ở nhiệt độ này, áp suất, mật độ hơi của nó là 12,511kg/m3, lưu lượng trung bình là 50t/h. Thiết bị hoạt động 365 ngày một năm, hoạt động 24h mỗi ngày, hóa đơn điện mỗi độ là 0,5 nhân dân tệ, hiệu quả động cơ điệnhoặc=0.8。 Để thuận tiện so sánh, giá trị chênh lệch áp suất giữa đồng hồ đo lưu lượng cân bằng xốp và tấm lỗ đều lấy 12kPa.