科里奧利流量計(jì)應(yīng)對(duì)兩相流體流量的測(cè)量
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時(shí)間：2013-06-07
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對(duì)摻氣（高達(dá)30%）和高粘度（高達(dá)10Pa·s）流體的測(cè)試設(shè)備
我們理解用戶(hù)所面對(duì)的流體摻氣模式和目前流量技術(shù)的局限性，為改善他們的科里奧利流量計(jì)的表現(xiàn)，用戶(hù)能做些什么呢？為減輕摻氣問(wèn)題一個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)成辦法就是：選擇正確的流量計(jì)尺寸。
許多摻氣問(wèn)題往往發(fā)生在高粘度的流體里，而大多數(shù)高粘度的流體都是非牛頓性液體。另外，大多數(shù)被科里奧利流量計(jì)所測(cè)量的非牛頓性流體是觸變性的（觸變性的流體的粘度會(huì)隨著流速的增加而降低）。多數(shù)流量計(jì)的尺寸是利用牛頓性流體的粘度來(lái)計(jì)算的，而這個(gè)粘度可能數(shù)千倍高過(guò)于觸變性流體在流動(dòng)狀態(tài)下的粘度。這樣就造成了所選擇的流量計(jì)的尺寸過(guò)大，通過(guò)傳感器的流體流速過(guò)低而產(chǎn)生了空氣和液體的兩相分離。
首先用戶(hù)應(yīng)該鑒定流體粘度的特性以及它和流速的關(guān)系，特別是要考慮到觸變性流體的粘度的可變性。一個(gè)很好的觸變性流體的例子是番茄醬。在靜態(tài)下的番茄醬非常粘稠，即使瓶口倒轉(zhuǎn)朝下，也不會(huì)從瓶子里流出來(lái)。但是一旦它開(kāi)始從瓶子里流出，它就流得很快。管道里的粘稠流體也經(jīng)常會(huì)有這樣的表現(xiàn)。因此假如用戶(hù)告訴科里奧利流量計(jì)的銷(xiāo)售人員的粘度是流體在靜態(tài)下的數(shù)據(jù)，那么流量計(jì)的尺寸就不能根據(jù)流體在流動(dòng)狀態(tài)下的粘度來(lái)獲得正確的計(jì)算。
流量計(jì)尺寸的選擇在很大程度上依賴(lài)于正確的流體粘度的數(shù)據(jù)，具體有兩個(gè)例子：根據(jù)牛頓性流體粘度來(lái)計(jì)算流量計(jì)的尺寸；根據(jù)觸變性流體的特性來(lái)計(jì)算流量計(jì)的尺寸。
根據(jù)不同的工藝設(shè)備，很多種不同尺寸的流量計(jì)可能會(huì)被選用，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，我們只拿了1寸和3寸的流量計(jì)作比較。
■根據(jù)牛頓性流體粘度計(jì)算流量計(jì)的尺寸
這個(gè)計(jì)算例子滿(mǎn)足以下假設(shè)的工藝條件：流量=500磅/分鐘；密度=1.01g/ml；室溫和大氣壓力；牛頓性流體的粘度=4.4Pa·s。
兩種不同尺寸流量計(jì)所引起的壓降：1寸流量計(jì)引起壓降760psid；3寸流量計(jì)引起壓降21psid。
兩種不同尺寸的流量計(jì)在不同流量狀態(tài)下所引起的壓降
■根據(jù)觸變性流體的特性計(jì)算流量計(jì)的尺寸
了解你的流體在流動(dòng)狀態(tài)下的粘度不僅會(huì)對(duì)科里奧利流量計(jì)的表現(xiàn)有很大影響，而且也會(huì)幫助你使整個(gè)操作系統(tǒng)變得更有效以及節(jié)省更多的成本。
同時(shí)你還可以選擇更小的管道，不同的閥門(mén)、泵以及包括科里奧利流量計(jì)在內(nèi)的其他系統(tǒng)組成器件。
在這種情況下，小尺寸的流量計(jì)有三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：
1. 由于所給的操作流量對(duì)小尺寸的流量計(jì)而言會(huì)操作在更高的流量范圍內(nèi)，所以小尺寸的流量計(jì)有更好的測(cè)量精度。
2. 更高的流速會(huì)使空氣更好地混合于液體中，使得氣液混合更加均勻單一。
3. 低成本。
一個(gè)好的計(jì)算根據(jù)，像高準(zhǔn)公司銷(xiāo)售人員所用的，能夠讓你輸入觸變性流體的特性通常是“KN”值，或者“粘稠指數(shù)”和“流量特性指數(shù)”。這些是一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)力定律方程式的系數(shù)。
一種有著粘度參數(shù)K=4.4Pa·s和n＝0.2的測(cè)試流體，在先前所給的工藝條件下，被用來(lái)估算在1寸和3寸流量計(jì)所引起的壓降。流體在沒(méi)有流動(dòng)的狀態(tài)下粘度高達(dá)4.4Pa·s，但在高流量狀態(tài)下粘度會(huì)下降到只有幾個(gè)厘泊而已。下面的曲線圖比較了兩種不同尺寸的流量計(jì)在不同流量狀態(tài)下所引起的壓降。
當(dāng)用牛頓流體粘度4.4Pa·s來(lái)計(jì)算，3寸流量計(jì)所帶來(lái)的壓降都少于21Psid。但考慮到觸變性流體的特性，選擇1寸流量計(jì)是可行的。
根據(jù)非牛頓性流體的特性來(lái)計(jì)算流量計(jì)的尺寸最重要的好處是流量計(jì)獲得了更好的表現(xiàn)，特別是當(dāng)有氣體出現(xiàn)在流體里的情況下。更高的流速使得不同的流體獲得更好地混合；更均勻單一的流體自然獲得更可靠的流量測(cè)量。比較在不同尺寸的科里奧利流量計(jì)的相對(duì)流速可以用來(lái)估計(jì)到底多少空氣含量是容許的。比如，在同樣的流量前提下，流速在1寸流量計(jì)大概會(huì)比3寸的高出6倍，所以1寸流量計(jì)對(duì)空氣容忍度大概會(huì)比3寸的好過(guò)6倍。不同的流量計(jì)有著不同的流量截圖面積；所以要與流量?jī)x表廠商協(xié)商計(jì)算流量計(jì)尺寸所需的各種具體數(shù)據(jù)。
總結(jié)
兩相流體的流量測(cè)量還會(huì)繼續(xù)為流量技術(shù)帶來(lái)挑戰(zhàn)性?？评飱W利流量計(jì)已經(jīng)證明了在“先管線排空－后啟動(dòng)批次處理”的工序里有很好的表現(xiàn)。盡管科里奧利流量計(jì)廠商還在為持續(xù)性摻氣流體的流量測(cè)量做艱難地研究，但是我們相信最終一定會(huì)找出更好地解決這個(gè)問(wèn)題的辦法。
另外，通過(guò)正確地選擇流量計(jì)尺寸可以減輕對(duì)摻氣流體流量測(cè)量的困難度。當(dāng)流體有摻氣的可能性時(shí)，總是盡量選用較小尺寸的科里奧利流量計(jì)。除了需要普通的工藝參數(shù)（流量、溫度、壓力等）外，非牛頓性流體的特性也必須考慮在內(nèi)。為了保證你得到一個(gè)正確尺寸的流量計(jì)，要準(zhǔn)備好告訴你的流量計(jì)的銷(xiāo)售人員：
■Kn值，或者“粘稠指數(shù)”和“流量特性指數(shù)”。
■能接受的最大壓降。
通過(guò)計(jì)算盡可能地選用較小的流量計(jì)，這樣在流體發(fā)生摻氣的情況下流量計(jì)仍能有很好的表現(xiàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展和流量計(jì)尺寸的正確選用，科里奧利流量計(jì)將在未來(lái)幾年里更容易地應(yīng)對(duì)流體摻氣的流量測(cè)量問(wèn)題。
評(píng)論