1 測量原理

 

    威力巴流量計(jì)為差壓式流量計(jì)，其測量原理和其他差壓式流量計(jì)相同，遵循伯努利方程（能量守恒定律）和流體連續(xù)方程（質(zhì)量守恒定律）。當(dāng)流體流過探頭時(shí)，在其前部產(chǎn)生一個高壓分布區(qū)，高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程原理，流體流過探頭時(shí)速度加快，在探頭后部產(chǎn)生一個低壓分布區(qū)，低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。流體從探頭流過后在探頭后部產(chǎn)生部分真空，并且在探頭的兩側(cè)出現(xiàn)漩渦，充滿管道的流體流經(jīng)管道內(nèi)的威力巴探頭，在探頭的前、后側(cè)產(chǎn)生壓力差（或稱差壓）。威力巴流量計(jì)均速流量探頭能精確地檢測到由流體的平均速度所產(chǎn)生的平均差壓。流體的流速越大，產(chǎn)生的差壓越大。通過測量差壓的實(shí)測值，能確定流過威力巴探頭的流量大小。流量測量式為

 

        （1）

 

    式中qv——流體的體積流量，m3/s

 

    K——工作狀態(tài)下威力巴的流量系數(shù)     

 

    Y&UPSilon;——工作狀態(tài)下流體流過威力巴時(shí)的流束膨脹系數(shù)（對不可壓縮流體Yυ=1，可壓縮性流體，Yυ<1）；

 

    S——工作狀態(tài)下管道橫截面積，m2；

 

    Δp——差壓，Pa

 

    ρ——工作狀態(tài)下的流體密度，kg/m3。

 

    根據(jù)式（1），只要確定流量系數(shù)就可以直接計(jì)算流體的體積流量。

 

    2 流量系數(shù)K的確定

 

    根據(jù)空氣動力學(xué)、流體力學(xué)、邊界層理論和實(shí)際流體測試數(shù)據(jù)，VERIS公司建立了威力巴流量計(jì)探頭的流量系數(shù)K的數(shù)學(xué)分析模型：

 

      （2）

 

    式中Cb——探頭尺寸；

 

    βυ——探頭截面與管道截面的面積比；

 

    C∞——取壓孔位置。

 

    K主要取決于探頭尺寸、取壓孔位置和探頭截面與管道截面的面積比，其變化與流體雷諾數(shù)變化無關(guān)，精度可達(dá)±0.5%，比其他流量計(jì)精確度高。

 

    3 威力巴流量計(jì)技術(shù)特點(diǎn)

 

    威力巴是一種彈頭型斷面的均速管。威力巴（探頭）迎向流體的取壓孔讀取高壓信號；側(cè)后兩面的取壓孔讀取低壓信號。通過引壓管將威力巴探頭測得的差壓信號與差壓變送器連接，變成電信號傳至二次儀表（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)），構(gòu)成流量測量系統(tǒng)。

 

    3.1 流量系數(shù)穩(wěn)定 

    威力巴流量計(jì)彈頭型斷面的探頭有明顯的拐點(diǎn)，使流體通過探頭后流體分離點(diǎn)固定，流量系數(shù)K的穩(wěn)定性好。威力巴探頭成功應(yīng)用了流體邊界層理論研究的成果。在探頭前端表面進(jìn)行粗糙化處理并加防淤槽，相當(dāng)于加入一個紊流發(fā)生器，使探頭不再形成邊界層流而始終保持邊界紊流，降低流體牽引力和渦街脫落力，并使流體產(chǎn)生穩(wěn)定的流線，從而使流量系數(shù)K更加穩(wěn)定。

 

    3.2 防堵塞性好

 

    灰塵、沙子和顆粒在渦街力的作用下，集中在探頭的尾部。其他均速管探頭由于低壓取壓孔取在探頭尾部，在渦街力的作用下，探頭很快被渦街力帶來的雜質(zhì)堵塞。雖然可以采取增設(shè)吹掃裝置等措施，但無法從根本上解決堵的問題，因而影響正常計(jì)量。

 

    威力巴探頭的高壓測孔因彈頭形狀的前部較寬，形成高壓區(qū)，阻止流體中固體顆粒的進(jìn)入。低壓取壓孔取在側(cè)后兩邊，在流體與探頭的分離點(diǎn)之前，避開了渦流影響的半真空區(qū)域，避免了渦流帶來的雜質(zhì)對取壓孔的堵塞。其防堵塞性能優(yōu)于其他均速管探頭。正是威力巴探頭*的防堵設(shè)計(jì)，為煤氣等較臟流體的準(zhǔn)確測量提供了應(yīng)用空間。