1 概述

      彎管流量計屬于差壓式流量計裝置，廣泛適用于電力、熱力、冶金、鋼鐵北工、機械、紡織、造紙、制藥、食品、公用事業(yè)等行業(yè)的液體、氣體和蒸汽的流量測量。

      彎管流量計是由彎管傳感器，主機表，差壓變送器及一些配套的管道閥門組件組成。當流量測量需要對介質進行密度補償時，還配備壓力變送器，溫度變送器，溫度傳感器等其它配件（即溫壓補償）。

      彎管流量計能在Ф10～Ф2000mm的大范圍管道中精確的測量各種流體的流量，其傳感器可耐高溫，高壓，可在潮濕，粉塵，振動等各種惡劣的環(huán)境中正常工作。因此，該流量計可以滿足各種工業(yè)現(xiàn)場，用于長期監(jiān)測流量的測量裝置使用。

      彎管流量計沒有插入元件，無附加阻力損失，結構簡單，安裝方便，基本沒有維護量，是一種典型的節(jié)能降耗型產(chǎn)品。

      2 工作原理

      理論研究和大量的試驗研究表明，流體在管道中流動，在流經(jīng)彎管時，由于彎曲管壁的導流作用，使流體在流進彎管時其內(nèi)側側流速會逐漸增大．而外側流速卻逐漸減小，這就形成了各個過流斷面的梯形速度分布，且這種梯形速度分布狀態(tài)在彎管45°截面處達到極限狀態(tài)。在流出彎管側流動過程則與上述過程相反。彎管45°截面各質點流速分布如圖1所示。

      根據(jù)質量守恒定律、能量守恒定律和動量矩守恒定律，流體在管道中流動時，在相同過流斷面各元流質點的能量不變，但由于各質點流速的變化（內(nèi)側大、外側小）就形成了彎管的內(nèi)外側壓差△P。這個壓力差在45°截面時達到最大，最穩(wěn)定。且45°彎管斷面的流體平均流速v與壓差△P的對應關系符合平方比例關系，流體流過彎管時的流量系數(shù)與彎管的幾何結構尺寸（彎管半徑R和內(nèi)徑D）有密切關系，即流量系數(shù)α＝f（R.D）。由以上分析可知彎管傳感器的幾何結構尺寸確定之后，只要測取流體流經(jīng)彎管45°截面的外側、內(nèi)側的壓差△P和流體的密度ρ就可以確定流體的平均流速v。數(shù)學表達式：

式中    α（R.D）――流量系數(shù)；
          △P――45^o截面的的外側、內(nèi)側的壓差；
          D   ―― 彎管內(nèi)徑；
          R   ―― 彎管彎曲半徑；
          ρ   ―― 流體密度。

      根據(jù)管道流體速度與流量的關系就可以得到以下流量Q計算公式：

      3 基本特點

      （1）無附加阻力損失。彎管傳感器是用機加、鑄造或其它方式加工而成的幾何結構尺寸精密的90°標準彎頭，在實際流量測量工作中，只要用彎管傳感器代替原來管道上的彎頭即可進行流量測量。由于彎管傳感器本身就是一個90°標準彎頭，沒有任何插入件或截流件，因此在測量過程中不會對被測流體造成附加阻力損失，可節(jié)省流體輸送的動力消耗，降低運行費用，對于那些系統(tǒng)壓力低、管徑大、流量大的應用場合更具有特殊的使用意義。

      （2）安裝方便、耐磨損、免維護。作為一次測量元件的彎管傳感器可以采用直接焊接法安裝在管道上，一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人頭痛的問題，這就是彎管傳感器的免維修的特點。需要強調的是彎管流量傳感器之所以采用焊接法安裝，其前提條件是彎管傳感器對磨損不敏感，長期運行的微量磨損對彎管傳感器的測量性能影響甚微，這一點與焊接式孔板有著根本性的區(qū)別。

      （3）適應性強、量程范圍寬、直管段要求不嚴格＿彎管傳感器可以在高溫、高壓、粉塵、振動、潮濕及其它環(huán)境惡劣，安裝條件極差的現(xiàn)場中正常使用。如采用耐腐蝕材料（如：不銹鋼、工程塑料。玻璃、陶瓷等）制造的彎管傳感器則可測量各種腐蝕件介質的流量。

      彎管傳感器量程范圍寬包括以下兩個方面，一是它可適用于小到十毫米、大到幾千毫米的管徑變化；二是它能適用于介質在管道內(nèi)的流速為0.2m/s～12m/s（測量液體介質）和5～160m/s（測量蒸汽或氣體介質）的寬量程范圍，且都能滿足精度要求。

      直管段要求低也屬于適應性強的范疇，前五（5D）后二（2D）已能充分滿足其對直管段的要求，在必要時甚至還可降低要求，其測量系統(tǒng)也可達到相當高的測量準確度。

      （4）價格適中，使用壽命長。由于彎管傳感器結構簡單，便于成批量生產(chǎn)，其價格與其它類型的流量傳感器相差無幾，且管徑越大，價格相對越低；由于其耐溫、耐壓、耐腐蝕、耐磨損、耐振動性能好，且微量磨損對傳感器測量精度影響很小，因此傳感器壽命和管道壽命相同。

      （5）測量精度高、重復性好。彎管流量計系統(tǒng)測量精度高達1.5%，重復性精度則高達0.2%。由于彎管傳感器一次安裝后，不再需要重復拆裝，因此其安裝精度也能得到最佳的保證。

      4 應用使用情況

      熱電廠二級網(wǎng)供水流量不僅是運行監(jiān)視參數(shù)，而且是熱量計量的一個重要參數(shù)。建廠初期設計采用了渦街流量計，但由于現(xiàn)場大型設備及管道震動等干擾因素，對采集頻率信號的渦街流量計影響很大，測量精度無法保證，給熱量計量帶來很大困難。鑒于此，去年我們改造更換了一臺彎管流量計。一年多的考察，彎管流量計以其無附加壓力損失值管段要求短、量程范圍寬、耐磨損、抗干擾能力強、運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，在滿足了計量需要的同時，收到了良好的經(jīng)濟效益。以減少壓力損失30KPa，正常流量在4000t/h為例，一個采暖期即可節(jié)約資金3.6萬元。