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內錐流量計在氟化氫流量測量中的改進(jìn)及應用

作者： 時(shí)間：2013-10-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
在通常情況下，氟化氫是無(wú)色易流動(dòng)的液體。其沸點(diǎn)為19.5℃，在常溫下易揮發(fā)，它的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與絕大多數金屬、堿、氧化物以及硅酸鹽反應，具有極強的腐蝕性。氟化氫廣泛用于核工業(yè)、石油化工等行業(yè)，是制取氟氣、無(wú)機氟化物、各種有機氟化物的主要原料。但在實(shí)際生產(chǎn)中，氟化氫的流量控制仍是一個(gè)難題，因為一般金屬難以耐其腐蝕。在國內，氟化氫流量計的應用技術(shù)還不完善，測量精度低，壽命短。DYNZ系列內錐流量計具有壓損小、精度高、重復性好等優(yōu)點(diǎn)，對內錐流量計的進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，使其適合氟化氫的流量測量，對實(shí)際生產(chǎn)和完善氟化氫流量計制造技術(shù)意義重大。

1 錐流量計的原理及特點(diǎn)

內錐流量計與傳統差壓流量計的工作原理完全相同，當流體流進(jìn)流量計時(shí)，被測流體經(jīng)形錐體圓周表面逐漸平穩地向管道內壁均勻收縮，流通截面積逐漸變小，流速逐漸增大，壓力同時(shí)降低，在V形錐體前后產(chǎn)生差壓ΔP，如圖1所示。

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圖1 內錐流量計工作原理圖

在穩定的工況條件下，管道中的流量與差壓的平方根成正比，用差壓變送器測量V形錐體前后的差壓并以模擬量輸入流量積算顯示儀，實(shí)現對流體流量的計量、調節和控制。其流量計算公式如下：

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式中：
QV：流體工況體積流量（單位：m3/h）
Qm：二流體工況質(zhì)量流量（單位：kg/h）
K：流量系數（單位：無(wú)量綱）
ε：流體的壓縮系數（一般液體取1.0，氣體、蒸汽＜1）
ρ1：流體工況下的密度（單位：kg/m3）
C：流出系數（C———實(shí)際流量／理論流量，需在流量檢定裝置上標定得出。單位：無(wú)量綱）
β：等效直徑比。newmaker.com（單位：無(wú)量綱）
d：錐體最大外徑（單位：m）

內錐流量計以其獨特的V形錐體作為節流件，采用錐體圓周與管道內壁形成的環(huán)形流通截面逐漸收縮的特殊環(huán)形節流方式，使內錐流量計不需配制直管段，工作壓損僅是孔板流量計的三分之一，無(wú)磨損；測量精度可達±0.5％，且具有量程寬、重復性好、耐臟物等優(yōu)點(diǎn)。

2 內錐流量計的改進(jìn)

由于氟化氫具有極強的腐蝕性，絕大多數金屬都不耐其腐蝕，目前使用的各類(lèi)流量計都不能適應其工況要求，內錐流量計也不例外，即使選用強酸強堿防腐型?；诖?，實(shí)際生產(chǎn)中一般采用控制壓力或溫度的間接方法來(lái)控制氟化氫的流量，但誤差較大。如果解決不了流量計的耐腐蝕問(wèn)題，氟化氫流量測量就無(wú)法實(shí)現。

2.1 內錐流量計材質(zhì)的改進(jìn)

氟化氫雖然有極強的腐蝕性，但對干燥的氣態(tài)氟化氫鎳、蒙乃爾合金、因科鎳合金、金、鉑、銅等能耐其腐蝕，對潮濕的氟化氫這些金屬的耐腐蝕能力顯著(zhù)降低。在這些金屬中，以蒙乃爾合金的耐腐蝕能力最好，鎳、因康合金和含鎳30％的銅鎳合金對氫氟酸（氟化氫溶水后的水溶液）的抗腐蝕性較蒙乃爾合金差。非金屬中聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等與氟化氫不反應。

蒙乃爾合金（Monel），是一種鎳銅合金，耐堿，耐非氧化性酸，特別適用于氫氟酸。經(jīng)過(guò)多年的反復試驗發(fā)現，在溫度不高時(shí)，蒙乃爾合金對濃度高于50％的氫氟酸有很好的耐腐蝕性，對無(wú)水氟化氫有優(yōu)異的耐腐蝕性能，在溫度達到80℃以上時(shí)都會(huì )出現一定程度的腐蝕。同時(shí)，蒙乃爾合金還具有良好的加工和焊接性能，一般不產(chǎn)生應力腐蝕裂紋。因此，對內錐流量計的關(guān)鍵部件測量管和Ｖ形錐體節流件的材質(zhì)改為蒙乃爾合金。
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