槽道流量计的工作原理及其特点的介绍

　　在能源日益紧张的今天，对流量计的另一个要求是减小流量计本身产生的能量损失。在有些情况下，过高的压力损失还会使设备无法工作。电磁流量计、超声波流量计在管道中没有节流装置，理论上没有任何损失。然而，在实践中为了减小流量计上下游直管段，在管道中安置了流动调节器，目的是使管内流动尽快达到标准管流，以保证准确的测量。槽道流量计正是在这样的背景下产生的。

　　一、槽道流量计的原理和特点

　　在流量测量领域，随着现代电子技术的迅猛发展，二次仪表技术已经达到了很高的水平。然而，对管道流动流体力学特性的研究和应用并未引起人们的充分注意，仍然停留在比较初级的水平，越来越成为流量测量技术进步的瓶颈。对于任何流量计来说，获得准确的流量的基础是在流量计的上游获得标准的管流，而这一点在实际使用中难以做到，从而无法获得准确的计量。

　　南京航空航天大学明晓教授从流体力学的源头出发，以流动控制的观点来解决问题。他提出了一种有着优秀流体力学特性的节流装置。该节流装置将管流迅速调整为环形槽道流动，以获得十分稳定的差压，该节流装置的流量计被命名为槽道流量计。他们对槽道流量计进行了大量的理论分析、数值模拟和实验研究，理论上证实了该流量计是迄今为止综合性能最优的差压式流量计。目前，槽道流量计已获得国家专利。

　　1.工作原理

　　如图1所示，槽道流量计的节流件——纺锤体，沿测量管中心轴线安装。其几何形状根据流体力学原理精心设计，并采用基因算法进行优化，呈完美的流线型，理论上能完全避免流动分离和漩涡的产生，对流体的阻力达到最小。纺锤体中部适当位置有一等直径段，与测量管的内壁之间形成均匀的环形通道。槽道流量计的高压取自纺锤体头部对应的测量管壁处，低压取自环形槽道的中后部。

　　在纺锤体处，测量管的流通面积变小。管道中截面积大的地方流体流速低、压力高，截面积小的地方流速高、压力低。高压管所在位置的流通面积大、压力高，低压管所在位置的流通面积小、压力低。另外，流体具有黏性，与壁面摩擦造成流体总压沿流向下降。这两方面的作用使得高压孔与低压孔之间产生一个差压，而这个差压与流量存在某种确定的对应关系。因此，通过测量差压就可以计算出流量。槽道流量计的测量准确度很大程度上只受限于差压变送器和流量积算仪的准确度。