大管道氣體流量檢測儀表
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3. 測截面多點流速
(1)機翼型流量計：是經典文丘里管的改進型式，縮短了長度，仍較笨重。
(2)風量裝置： 在管道截面中插入了多根檢測管，檢測管正對流向鉆有多個總壓孔，側面鉆多個靜壓孔，有較多的測點反映截面的流速分布，雖較機翼型輕巧，但不夠準確。
(3)熱式均速管流量計：在管道中插入多根熱式均速管流量計，更全面反映管內的流速分布，但每個熱電阻所反映的流速特性未必相同，校驗修正還有待改進。
(4)均速環(huán)流量計(圖2)：它是針對均速管流量計應用30 余年存在的輸出差壓小、精確度低，忽視管內徑對精確度的影響等缺點推出的一項專利產品。它由雙文丘里管測低壓，提高了輸出差壓，用多根均速管充分反映了管內的流速分布等一系列措施，改善均速管的技術特性，正引起國內外廠商及用戶的關注。
插入式流量計的流量計算公式
其中，K=αβγkv
kv 為測量頭的流速系數(shù)，它可以用風洞標定，但除此之外還有αβγ，用風洞標定無法確定。
(1)流速分布系數(shù)α，在充分發(fā)展紊流條件下，如光滑管平均流速點的位置應為0.242R，但測量頭的位置并不一定處于這點上，如處于中心，則必需進行修正。α并非常數(shù)，它還取決于粗糙度e 及Re 數(shù)：
如 e=0.001，當Re 從2×104～3×105 時，α的變化為2.8%；
當 Re=3×105 而e=0.001～0.002 時，α的變化為1.4%。
(2)阻塞系數(shù)β，插入式流量計必需具有測量頭、插入桿等，它將阻塞管內的流動使通道變窄，流速加快，并干擾流速分布。
當 S<0.02 時，阻塞很小可忽略不計，b≈1；
當 0.02
當 S>0.06 時，β值需實流標定。
(3)干擾系數(shù)γ，在直管段不足流量計處于非充分發(fā)展紊流時，必需用γ對流量系數(shù)進行修正。由于大管道在現(xiàn)場往往不具備有較長的直管段，無法得到充分發(fā)展紊流，流速分布千變萬化，很難建立足夠有效的數(shù)據(jù)庫可以引用，只有采用速度面積法進行現(xiàn)場校驗。
(4)從以上分析可知，測點速的插入式流量計αβ都可以基本做到心中有數(shù)，而最困難的是干擾系數(shù)γ。
測線速的均速管流量計，由于它是測多點流速，可以反映充分發(fā)展紊流的流速分布，所以不存在流速分布系數(shù)α的問題；只要儀表定型橫截面寬度也就確定了，阻塞系數(shù)β也較容易解決，較困難的仍是干擾系數(shù)γ。
測截面的均速環(huán)流量計，在非充分發(fā)展紊流情況下，由于它可以反映截面上各種流速分布情況，干擾系數(shù)γ對其精確度的影響相對就小多了，但這個專利還僅是一種設想，是否實用應有充分的試驗數(shù)據(jù)，才更有說明力。
四 小結
(1)測量大管道氣體流量目前對工程界仍是一個較困惑的問題，除本文介紹的插入式外，還有超聲、彎管流量計等。從工控系統(tǒng)來說，測線速(或面速)插入式儀表性價比較高，但不宜用于準確計量、貿易結算。
(2)流量儀表大多面臨一個校驗問題，有人提出在風洞中校驗；也有人提出應在充分發(fā)展紊流中校驗。問題是大管道現(xiàn)場能否提供以上這兩種流場？如無法提供，校驗是否有意義？又應如何解決這個問題，筆者將另文闡述。(end)
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