科研實驗
科研實驗需要的流量計不但數量多,品種極為繁雜,據統計流量計有100多種,其中很大一部分是應科研實驗之需,它們并不批量生產在市面出售。我國有很多科研單位或大型企業有專門小組研制自己需要的流量計,特別是國防部門更是常事。
■ 化工中間試驗工廠
它是化工生產的一個中間環節,一種化工產品從實驗室研制到大批量生產必須經中間試驗,這種實驗工廠可以說是生產實驗數據的工廠,數據的準確可靠是第一位,這里流量計是必備的儀表,它是監測物料數量的儀表,由于規模小,大都是小、微流量的測量。
■ 發動機效率試驗
發動機種類繁多,泵、風機、壓縮機、動力機械等,發動機效率試驗必須檢測三個參數:溫度、壓力和流量。一般認為流量測量比較困難,原因是其使用條件特殊,測量對象阻流件復雜,無直管段安裝條件,流體組分變化,流動為脈動流等。
7.海洋氣象,江河湖泊
這些領域為敞開流道,一般需檢測流速,然后推算流量。流速(流量)計一般所依據的物理原理及流體力學基礎理論與密封管道雖有共通之處,但儀表原理及結構以及使用條件有很大差別,國際標準化組織(ISO)有專門技術委員會制訂此類流量計的國際標準。國際流量學術會議一般皆包括此部分內容。
我們列舉了七類應用領域,它遍及國民經濟各部門,ISO、IEC及OIML等國際標準化組織設有眾多技術委員會制訂有關國際標準。
國際標準化組織(ISO)有9個技術委員會涉及流量或流速的測量,它們是: TC(技術委員會)30(封閉管道)、TC113(明渠)、TC28(石油產品)、TC115(泵)、TC117(工業風機)、TC118(壓縮機)、TC131(液壓)、TC112(真空技術)、TC116(采暖)。國際電工委員會(IEC)有3個委員會:TC4(水輪機)、TC5(汽輪機)、TC65(流程測控)。國際法制計量組織(OIML)有十余個國際建議或國際文件涉及流量測量。
二 流量測量的困難問題
流量測量的困難分為兩方面:流體特性和測量特性。
1. 流體特性
臟污流:流體臟污、沉積和堵塞,如煤氣、煙廢氣、污水等;
腐蝕流:管道腐蝕嚴重因而帶來臟污流,儀表耐蝕要求高;
高參數流:高溫、高壓、真空及低溫極端工作條件下的流量測量;
脈動流:發動機、壓縮機、泵出口流體脈動、石油天然氣井噴流脈動等;
大流量:管徑達數米,液體流量達108kg/h,氣體流量達106kg/h;
微流量:流量下限極低,液體為10-2kg/h,氣體為10-4kg/h;
高粘性流:流體粘度極高,雷諾數很低,粘度可達數帕斯卡•秒;
混相流:如氣液、液固、氣固及氣液固多相流;
質量流:被測介質工作時狀態及組分變化很大,體積測量法無法準確測量;
蠕動流:流速極緩慢,雷諾數極低,大小口徑皆有,如瀝青、漿液等。
前面介紹各應用領域皆有一些實例。
2. 測量特性
現場工作條件惡劣,檢測件可靠性差;
流量為動態量,難以獲得高準確度;
儀表結構大都為法蘭連接,只在停流時才允許拆卸維修,有些生產過程連續進行,只在大修時才能停流,中間儀表有故障無法檢修;儀表實驗室校驗的工作條件與現場工作條件相差很大,準確度偏離無法確定; 校驗設備龐大昂貴,校驗費用亦不菲,周期校驗是個難題。