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转变工作方式,发挥固有优点
节流式差压流量计在设计阶段,需用户提供现场使用参数,由设计院或生产厂计算并设计节流装置,提供给用户的节流装置是对号入座应用,这种量体裁衣小生产方式至今仍然是流量计使用的主流方式。多年前国内流量行业专家已提出另一种使用方式,即定值节流件应用方式,所谓定值节流件是每种公称通径只设计有限的β值节流件(例如β=0.2、0.3、0.5、0.6、0.7等),与标准机械零件一样在市面销售,节流件亦是标准零件,用户可根据设计自行选购使用,这是一种成衣供货方式,其优点有:①计量部门易于质量监督,目前对号入座式节流件计量部门无法检查,这种方式为节流件粗制滥造大开方便之门,一旦节流件摆到柜台上公开销售,优胜劣汰规律就会起作用,市场竞争是节流件产品升级的强大推动力;②节流件成衣供货方式使生产厂可以进行规模化生产,质量和效益都将得到提高;③用户扩展量程和淘汰损毁更换节流件非常方便,无需再请设计院或生产厂代劳,缩短维护周期,节省更换费用;④目前标准节流装置中孔板几乎是*使用的节流件,另外二种标准节流件喷嘴和文丘里管在坐冷板凳,究其原因,是此二种节流件制造工艺复杂,价格昂贵,如果采用定值喷嘴和定值文丘里管,情况就会大变样,喷嘴和文丘里管廓形复杂,批量生产可采取铸造方法,无须像现在的单件机加工,其制造成本会大幅下降,如果二种的价格与孔板差距不太大,用户还是会接受的,因为以喷嘴为例,它与孔板比较有诸多优点,在同样β值和流量情况下喷嘴的压损只为孔板的30%~50%,亦即有低压损(与孔板比较而言)优点,喷嘴孔口无钝化的缺点,在高速蒸汽流中长期应用毫无问题。喷嘴的流出系数比孔板稳定得多,可延长检定周期,甚至长期应用无需更换。至于文丘里管在节流装置中是低压损节流件(其压损约为孔板1/4~1/5),现在人们认为孔板因压损大不宜用于中大口径(DN200以上),这个空缺由谁来填补,文丘里管应该是备选的一种。
人们会提出疑问,为什么标准节流装置长期采用量体裁衣方式使用?这个问题要追溯到流量显示仪的发展历史。历*流量显示仪是一种百分分度的盘装刻度仪表,因此流量必须采取系列值取值,在节流式差压流量计中流量、差压和β值是三个独立参数,当流量和差压取系列值时β值成为需计算确定的值,一般称节流装置设计计算就是计算β值,即确定节流件的开孔口径。目前任何一种节流显示仪都可以方便地显示其流量数值,无须再采取系列值,因此可以令差压和β值取系列值(亦即定值节流件),定值节流件使用毫无问题。
前面我们历数消除仪表缺点的许多新进展,但是要保持此类仪表为*大类流量计,必须发挥其固有优点才行。什么是此类流量计的固有优点?其固有优点为易于复制,简单、牢固,性能稳定可靠,使用范围宽广,使用期限长,价格低廉,标准化程度高。前面的诸多优点无须更多解释,zui后一点标准化程度高为什么亦是重要优点?我们认为zui后这点甚至比前面的所有优点都更重要,目前在全部流量计用量中标准节流装置仍占较多份额,其原因即在其标准化程度高上。
这点需要更详细地分析才能清楚。目前全部流量检测件应分为标准检测件和非标准检测件。只有ISO5167和ISO9300中的几种检测件才称为标准检测件,其它流量计检测件皆为非标准检测件。目前已具备标准的类型流量计较多,如涡轮、涡街、电磁、科氏质量、热式等。但是这些流量计的检测件都还处于非标准状态(这点要在以下介绍标准节流装置特点时才能说清楚)。
由ISO5167和ISO9300标准中我们可以发现标准检测件有三个主要特点:①结构形式和技术要求标准化:标准中详细列举每一种检测件的结构形状参数和加工技术要求,这些规定*一致认可,这样对标准检测件的实验研究数据可以汇聚在一起,此点非常重要,这是举全社会之力来干同一研究,非标准检测件则只能依靠个别生产厂家和研究群体进行工作,两者实验研究的广度和深度不可同日而语。另外,由于*实验室进行同一工作,数据中的实验室不可避免产生的系统偏差可以消除,因此数据的可靠性和可信度不是个别实验室所能达到的。②标准列出标准检测件的流出系数和可膨胀性系数计算式:流出系数C和可膨胀系数ε是流量关系式中的主要修正系数,只要知道此二系数则可得出流量和信号的关系。对于非标准检测件此二系数必须在流量标准装置上逐台校准得到,它们不是通用计算式,不能预知超过该校准装置系数范围的情况,这个系数计算式与标准中列举的计算式质量不在同一水平上,用户应用时超出标准装置参数范围应该说是不可靠的。③现场影响量的试验广泛而深入:流量仪表在实验室流量标准装置上校准只能得到实验室准确度,仪表投用现场后,由于工作条件的变化会产生附加误差,这时流量计表现出的准确度为现场准确度,实验室准确度和现场准确度的差别与工作条件差别大小有关,如果现场工作条件与实验室工作条件基本一致,则两者差别较小,否则可能带来巨大的差别。标准检测件有全社会来共同承担此方面的试验研究,并且随着时间的延长积累的资料愈来愈丰富,它可以对付现场复杂的变化情况,这是标准检测件zui重要的一个特点。非标准检测件不可能由个别生产厂或科研群体长期进行此项工作,其人力物力亦不允许承担此工作。为什么目前只有ISO5 167列举检测件与阻流件之间所要求的直管段长度的详细表列值,而其它如涡轮、电磁等虽颁布有标准,但其规定皆比较含糊,这要归结于这些类型流量计的结构形式和技术要求未能标准化,它们不可能由全社会来承担该项工作,因此,两者成果在质量上是不能比较的。