内锥流量计
1 基本内容
[1][2]内锥流量计
BYM-NC内锥流量计主要是针对工业企业中大管径、低流速、大流量各类气体进行流量测量，具有独特的结构设计，并在国家大型重点风洞实验室进行实流标定。可广泛用于石油、化工、冶金、电力等行业大管径流体的控制与计量。
适用范围
??? 1、?公称直径：圆形管道：350mm≤DN≤4000mm
????????????????? 矩形管道：350mm×350mm≤DN≤4000mm×4000mm
??? 2、?介质温度：t≤450℃（大于450℃时，订货时请注明）
??? 3、?公称压力：PN≤6.4MPa
??? 4、?稳定度：±10Pa
??? 5、?精度等级：0.5级，1级，1.5级
2 工作原理
[3]SK系列内锥流量计是一种差压流量仪表，迄今为止以差压原理设计的流量仪表已经有一百多年的应用历史了。差压原理是基于密封管道中的能量转换原理，也就是说对稳定流体，流量与管道中介质流速的平方根成正比。当介质接近锥体时，其压力为P1，在介质通过锥体的截流区时，速度增大，压力降低为P2，P1和P2都通过锥形流量计的取压口引到差压变送器上，当流速发生变化时，锥形流量计的两个取压口之间的差压值会增大或缩小。
??? SK系列内锥流量计在进行流量计算时所采用的计算公式同其他差压流量仪表相同，但其截流元件的独特设计，迫使管道中心的介质绕着锥体流动，与其他差压流量计相比这样有很多优点。我们可以借助理想状态流速曲线分布图来理解锥形流量计的性能。管道中的流体没有受到任何干扰和阻碍，即是我们所说的理想流态，他的流速分布均匀，靠近管壁的流速几乎为零，管道中心的流速达到大，靠近管壁的流速几乎为零，是由于管壁对介质的摩擦力造成的。由于锥体悬挂在管线中心，他直接同流体的高速区接触，迫使高速区的流体同近管壁低速区的流体相混合从而使流速均匀化。所以即使流速很低，锥形流量计仍能使流体与管道中心的高流速连续作用产生正确差压。
??? 现实中，流速很难分布均匀，管道上的任何变化都可能对流体造成影响，如：湾头、阀门、缩径、扩径、泵、三通等等，而锥形流量计利用锥体对上游的流速分布曲线重新进行塑造，即使在极为恶劣的情况下，仍能保证测量精度。 ?
3 主要特点
??? 1、?对流体产生的阻力小、能耗低。
??? 2、?差压大、精度高、测量范围宽。
??? 3、?稳定性好，有平滑的差压特性。
??? 4、?因其独特的结构，长期使用不易发生堵塞现象。
??? 5、?安装方便，便于维护。
??? 6、?要求的前直管段比标准节流装置短，约前1.5D，后0.5D
4 测量原理
内锥流量计，即在管道内敷设一个非标准特型节流件（非标准喷嘴或非标准文丘里喷嘴）。当流体通过该测量装置时，因流通面积变小，流体流速加快。在其横截面积小处 ---- 喉部，流体流速达到大值，对应静压则达到小值，从而在测量装置的前后形成静压差△ P 。
考虑到流动引起的压力损失和流动的稳定性（直接影响测量压力的脉动）因素，喉部面积不能太小。在流量计本体带一定长度直管段，取压方式多采用内部环腔结构，使流量测量更加、稳定、使用寿命大大提高。
根据内流流体力学和相似准则这种方法，测得的静压差是整个工艺管道内气体流量的函数，通过测量此差压值，即可反映整个管道的流量。
应用流动连续性方程和伯努利方程的基本原理，参考 ISO5167-2005 和国标 GB/T 2624- 93 计算原理及相关风洞检测报告，终给出内藏式流量计的流量计算数学模型（带温、压自动补偿）。
?? 数学模型
利用压差原理进行流量测量是目前可靠的测量方法之一。该测量系统由内藏式流量计、差压变送器、压力变送器、温度变送器、二次仪表（或 DCS ）组成。
一般说来，在建立流量与压差之间的关系时，从理论流体力学的观点来说，必须做相应的假说，否则无法得出相应的理论结果。针对内藏式流量计，在做数学模型处理时，其假设的条件是：
?? 理想不可压缩流体。即不考虑流体粘性和压缩性的影响（ρ不变）；
?? 一维管流，即在任一截面上流动速度是均匀的；
根据以上假设，基于流体力学相关理论，对理想不可压缩流体，则建立伯努利方程如下：
（ 1 ）
质量守恒方程：
A 1 V 1 = A 2 V 2 =Q （ 2 ）
结合（ 1 ）、（ 2 ）式，后得出如下流量关系式：
（ 3 ）
式中：
Q----------- 通过工艺管道的体积流量 单位： m 3 /s
△ P-------- 测量直管段高静压端截面静压力 P1 和低静压端截面静压力 P2 之差 单位： Pa
ρ ----------- 流体密度 单位： kg/ m 3
A1----------- 高静压端截面面积
A2----------- 低静压端截面面积
K----------- 仪表系数
V1---------- 高静压端截面流体流速
V2---------- 低静压端