內(nèi)錐流量計在氟化氫流量測量中的改進(jìn)及應(yīng)用
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1 錐流量計的原理及特點
內(nèi)錐流量計與傳統(tǒng)差壓流量計的工作原理完全相同，當(dāng)流體流進(jìn)流量計時，被測流體經(jīng)形錐體圓周表面逐漸平穩(wěn)地向管道內(nèi)壁均勻收縮，流通截面積逐漸變小，流速逐漸增大，壓力同時降低，在V形錐體前后產(chǎn)生差壓ΔP，如圖1所示。
圖1 內(nèi)錐流量計工作原理圖
QV：流體工況體積流量（單位：m3/h）
Qm：二流體工況質(zhì)量流量（單位：kg/h）
K：流量系數(shù)（單位：無量綱）
ε：流體的壓縮系數(shù)（一般液體取1.0，氣體、蒸汽＜1）
ρ1：流體工況下的密度（單位：kg/m3）
C：流出系數(shù)（C———實際流量／理論流量，需在流量檢定裝置上標(biāo)定得出。單位：無量綱）
β：等效直徑比。
（單位：無量綱） d：錐體最大外徑（單位：m）
內(nèi)錐流量計以其獨特的V形錐體作為節(jié)流件，采用錐體圓周與管道內(nèi)壁形成的環(huán)形流通截面逐漸收縮的特殊環(huán)形節(jié)流方式，使內(nèi)錐流量計不需配制直管段，工作壓損僅是孔板流量計的三分之一，無磨損；測量精度可達(dá)±0.5％，且具有量程寬、重復(fù)性好、耐臟物等優(yōu)點。
2 內(nèi)錐流量計的改進(jìn)
由于氟化氫具有極強(qiáng)的腐蝕性，絕大多數(shù)金屬都不耐其腐蝕，目前使用的各類流量計都不能適應(yīng)其工況要求，內(nèi)錐流量計也不例外，即使選用強(qiáng)酸強(qiáng)堿防腐型。基于此，實際生產(chǎn)中一般采用控制壓力或溫度的間接方法來控制氟化氫的流量，但誤差較大。如果解決不了流量計的耐腐蝕問題，氟化氫流量測量就無法實現(xiàn)。
2.1 內(nèi)錐流量計材質(zhì)的改進(jìn)
氟化氫雖然有極強(qiáng)的腐蝕性，但對干燥的氣態(tài)氟化氫鎳、蒙乃爾合金、因科鎳合金、金、鉑、銅等能耐其腐蝕，對潮濕的氟化氫這些金屬的耐腐蝕能力顯著降低。在這些金屬中，以蒙乃爾合金的耐腐蝕能力最好，鎳、因康合金和含鎳30％的銅鎳合金對氫氟酸（氟化氫溶水后的水溶液）的抗腐蝕性較蒙乃爾合金差。非金屬中聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等與氟化氫不反應(yīng)。
蒙乃爾合金（Monel），是一種鎳銅合金，耐堿，耐非氧化性酸，特別適用于氫氟酸。經(jīng)過多年的反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，在溫度不高時，蒙乃爾合金對濃度高于50％的氫氟酸有很好的耐腐蝕性，對無水氟化氫有優(yōu)異的耐腐蝕性能，在溫度達(dá)到80℃以上時都會出現(xiàn)一定程度的腐蝕。同時，蒙乃爾合金還具有良好的加工和焊接性能，一般不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。因此，對內(nèi)錐流量計的關(guān)鍵部件測量管和Ｖ形錐體節(jié)流件的材質(zhì)改為蒙乃爾合金。
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