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A+K平衡流量计

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A+K平衡流量计

美国国家航空航天局(NASA:National Aeronautics and Space Admi-nistration)是一个美国联邦政府机构,负责美国航空航天计划和实施,技术领先于世界。

马歇尔航空飞行中心(NASA-MSFC)针对航天飞机的主发动机液氧测量而设计发明出一种新型流量计,称为A+K平衡流量计(BFM: Balanced Flow Meter)。这种流量计的测量精度是标准孔板的5~10倍,流动噪声是标准孔板的1/15,永久压力损失是标准孔板的1/3,压力恢复比标准孔板快2倍,最小直管段可以小于0.5D,没有活动的部件,安装和使用与标准孔板一样简单,但可省去大直管段,并大大减少流体运行所需的能量消耗。是一种具有广阔应用前景的节能仪表。

平衡流量计(BFM)对传统标准孔板流量计进行了极大的改进,标准孔板只有一个流体流通孔径,而平衡流量计设计有多个孔径,同时具有流体节流取压和标准流场整形的双重功能,几乎适用于所有流体测量,是传统流体测量技术的一场革命,NASA已经于2004年获得产品发明系列专利。

为了研制这项新型技术,并把太空技术应用到公用和民用领域,NASA和QMC已经组织大量专家对平衡流量计进行了试验,约10万组流量测量数据反映出测试结果良好,产品性能令人欣慰。从2003年起,NASA委托旗下企业A+Flowtek进行工业和商业应用领域的产品应用和技术研发,现在,A+K平衡流量计已经广泛应用到美国天然气和炼油工业领域,化工厂、发电厂、钢铁厂和制药厂也陆续使用,产品开始行销全世界。

2006年底,A+Flowtek与上海科洋科技携手,将A+K平衡流量计导入中国市场,进行大规模推广。科洋科技作为A+Flowtek商业合作伙伴与总代理,凭借15年中国工业仪表市场推广与服务经验,将为中国全行业用户提供高精度、低成本、节能型流量仪表,为建设节能环保型和谐社会持续努力。

A+K平衡流量计俗称BFM,是一种革命性的差压式流量计。平衡流量传感器是一个多孔的圆盘,安装在管道的截面上,每个孔的尺寸和分布是基于独特的公式和测试数据定制的,当流体穿过圆盘的多孔时,流体将被平衡化,涡流被最小化,形成近似理想流体,通过标准取压装置,可获得稳定的差压信号,根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。

现今大量使用的标准孔板流量计,由于只有一个流通孔,会导致很大的永久压力损失,因为孔板两边大量的涡流消耗了其中的压力势;而随机和混杂涡流所形成的噪声,导致测量线性度和重复性降低;孔板压力恢复很慢,导致需要很长的直管段。

A+K平衡流量传感器相关的测试和检定是由美国航天技术人员进行的,相关的技术和测试数据是经过田纳西A&M大学确认。测试结果证明:A+K平衡流量传感器能够通过多孔整理流场,提供平衡的动能和动量,明显地减少紊流剪切力、流体流变应力和相关的涡流形成。

一、 线性度高、重复性好

由于平衡流量传感器具有对称多孔结构特点,能对流场进行平衡,降低了涡流、振动和信号噪声,流场稳定性大大提高,使线性度比孔板提升了5~10倍,重复性提高了54%,为0.15%,从其综合性能来看,平衡流量计属于高档流量计行列。

5:1量程比时,线性度可达±0.3%;

7:1量程比时,线性度可达±0.5%;

10:1量程比时,线性度可达±1.0%

二、 直管段要求低

平衡流量传感器由于流场稳定,且压力恢复比孔板快两倍,大大所短了对直管段的要求其前后直管段一般为前3D后1D,最小可以小于0.5D,从而省去大量直管段,尤其是特殊昂贵的材料的管道。

三、 由于多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,降低了动能的损失,在同样的测量工况下,与孔板相比减少了2.5倍的永久压力损失,从而节省了相当大的运行能量成本,是一种节能型仪表,值得大量推广。

四、 耐脏污不易堵

多孔对称的平衡设计,减少了紊流剪切力和涡流的形成,从而大大降低了滞留死区的形成,保证脏污介质顺利通过多个孔,减小了流体孔被堵塞的机会。

五、 可直接替换孔板

其与孔板具有相同的使用方法和外形,因此可以直接进行替换,不需要任何配管的变化和相关仪表的更改,很适合全厂能源计量EMS改造中将孔板改为平衡流量计。

六、 流量测量范围宽

根据试验结果,我们了解到:平衡流量计的性能,使其流速可以从最小到音速;其最小雷诺数可低于200,最大雷诺数大于107;β值可选0.25~0.90。

七、 长期稳定性好

由于其紊流剪切力的明显减小,大幅度降低了介质与节流件直接的摩擦,其β值长期保持不变,整个仪表无可动部件,因此可以长期保持稳定性。

八、 可测高温高压介质

与孔板等节流装置一样,工作温度压力取决于管道和法兰的材质和等级,工作温度可达850℃,工作压力可达42MPa。

九、 可测复杂工况介质

由于其特殊的结构设计,使其具有特殊的性能,它可以进行气液两相、泥浆,甚至固体颗粒测量。

A+K平衡流量可以测双向流。

不过有1点,通常遭遇的堵塞是差压取压孔的堵塞,而不是孔板的孔2个概念!这种流量计还是不适合于肮脏空气的长期测量。


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