近兩年，在不少專業(yè)期刊上都可看到呼吁“從節(jié)能降耗要求看推廣應(yīng)用內(nèi)錐流量計的必要性”的文章（以下簡稱該文）。內(nèi)錐流量計作為一種新型的節(jié)流裝置，確有一些如要求直管段較短、抗臟污等優(yōu)點，但它是否為一種理想的節(jié)能儀表，是否是實現(xiàn)監(jiān)測節(jié)能降耗、的選擇而亟待大力推廣，業(yè)內(nèi)不少專業(yè)人士看法不一。筆者認(rèn)為，從準(zhǔn)確度和壓損兩個方面來講內(nèi)錐流量計并非為理想的節(jié)能降耗監(jiān)測儀表。
      　　
      節(jié)能監(jiān)測流量儀表的要求
      　　當(dāng)前，節(jié)能減排已是我國經(jīng)濟建設(shè)的重中之重，用儀表進(jìn)行科學(xué)評估是行之有效的方法，流量儀表在其中占有重要的地位，它應(yīng)具有以下兩個基本條件：
      　　■   準(zhǔn)確度較高
      　　用于監(jiān)測節(jié)能降耗的流量儀表應(yīng)具有一定的準(zhǔn)確度，否則就難以用數(shù)據(jù)明確地說明節(jié)能效果，也無法進(jìn)一步采取節(jié)能措施。因此，國標(biāo)GB17167對流量儀表的準(zhǔn)確度都有明確規(guī)定，一般為1～2.5級。
      　　■  壓損不宜過大
      　　流量儀表在此是監(jiān)測節(jié)能降耗的，但它本身不僅不能節(jié)能，還須消耗能量，其壓損大小與儀表的結(jié)構(gòu)有關(guān)，在此特定情況下，應(yīng)首先選擇那些壓損不大的儀表?！　?br>      　　內(nèi)錐流量計發(fā)展過熱
      　　內(nèi)錐

      　　表1所示的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)口徑較小時（小于150mm），由于內(nèi)錐的加工、安裝比較精確，流出系數(shù)的離散性約為1.5%；而當(dāng)口徑為600mm～800mm時，由于加工、安裝較差，流出系數(shù)離散性將達(dá)到5%左右。
      　　這里還要強調(diào)：該公司所標(biāo)定的內(nèi)錐流量計βv為0.43～0.6，有利于減小離散性，如大于0.85，離散性還將加大。流出系數(shù)的離散性還不是儀表的準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確度還應(yīng)包括校驗裝置的流量不確定度。
      　　■  內(nèi)錐流量計的壓損。
      　　由于通道在內(nèi)錐后突然擴大，流體將在內(nèi)錐后產(chǎn)生大量的漩渦，這是一個不可逆的非等熵過程，動能不可能無損地轉(zhuǎn)變?yōu)槲荒?，壓損大是必然的。
      　　a.內(nèi)錐與孔板的壓損相差無幾，內(nèi)錐流量計壓損的計算公式為：
      　　△Pe /△P=（1.3-1.25 βv ）
      　　式中：
      　　P e― 壓損；
      　　△P ― 輸出壓差；
      　　βv ― 直徑比。
      　　根據(jù)不同的βv值，計算孔板、內(nèi)錐兩種流量計的DPe /DP比值，列于表2，繪于圖1。
      
      

      圖1  各種節(jié)流裝置β值與壓損的關(guān)系
      　　從表2及圖1可見，內(nèi)錐的壓損比孔板小，而大于噴嘴，特別是當(dāng)bv 值小于0.55時，相當(dāng)于孔板的90%，而不是如該文所說的1/4。
      　　b.管徑較大時，壓損才應(yīng)引起足夠的重視。我們對不同口徑的三種差壓計量計（內(nèi)
      錐、孔板、均速管）因壓損而帶來的年運行費進(jìn)行了計算。結(jié)果表明：在口徑較小時（小于150mm）年運行費相差并不大，當(dāng)管徑增加1倍，年運行費增加4倍，呈幾何級數(shù)增長，因此只有當(dāng)管徑較大時，壓損所造成的經(jīng)濟損失才應(yīng)引起足夠的重視，更不宜以此排斥其它壓損較大的流量儀表（如孔板、容積、科氏等）在口徑較小時選用?！?

      　　技術(shù)特點相互制約
      　　內(nèi)錐流量計的一些技術(shù)參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)、相互制約的，不可能同時都處于狀態(tài)，如：
      　　■  要在直管段較短的情況下取得較高準(zhǔn)確度，就應(yīng)選用較小的βv
      值（0.45～0.6），而在此βv下，壓損即相當(dāng)于孔板的88%～96%，失去了壓損小的特性。
      　　■  如該文所建議取βv
      值為0.8以上，內(nèi)錐的壓損可下降為孔板的58.5%，約一半；而這樣選用的結(jié)果是降低了整流效果，失去了在直管段不長情況下仍能維持較高準(zhǔn)確度的特點。
      　　綜上所述，對于能源監(jiān)測流量儀表的兩個基本條件：較高的準(zhǔn)確度和較低的壓力損失，內(nèi)錐流量計顧此失彼，難以兼顧，這是不能隨意忽視的客觀事實。因此，它不是能源監(jiān)測的流量儀表，更談不上“從節(jié)能降耗看亟待推廣應(yīng)用內(nèi)錐式流量計的必

      圖2  兩種環(huán)形通道流量計原理圖
      　　改進(jìn)產(chǎn)品
      　　根據(jù)上述內(nèi)錐流量計存在的不足，已提出相應(yīng)的改進(jìn)，如梭式流量計（圖2）。該產(chǎn)品在內(nèi)錐后附加了后錐體，使動能得以順暢地轉(zhuǎn)換為位能，減小了壓損；其次，梭體通過三個中空、流線型支桿固定在管內(nèi)壁上，力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。當(dāng)直管段不足時，支桿還可起均速管的作用，迎流體有幾個總壓孔，用以測環(huán)形通道中的流速分布，以彌補因流速分布不均所引起的誤差。梭式流量計已于2005年10月由我國局，是我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。
      　　該儀表近期已進(jìn)行初步測試，樣機內(nèi)徑100mm，βv=0.64。測試表明：流出系數(shù)誤差小于±0.5%，量程比10:1，重復(fù)性約0.1%，壓力損失△Pe/△P=0.205，僅相當(dāng)于內(nèi)錐在相同情況下的1/3。
      　　無法取代傳統(tǒng)流量儀表
      　　1.
      目前尚不存在十分完善的流量儀表。由于影響流量儀表的因素較多，現(xiàn)場條件也千變?nèi)f化，因而流量儀表原理有十余種，類型有200多個。猶如各種不同的藥品可治療不同的疾病一樣，目前還沒有哪一種流量儀表完善到足以取代其它流量儀表。雖然市場的發(fā)展趨勢有利于新型流量儀表（超聲、電磁、科氏）的發(fā)展，但由于傳統(tǒng)流量儀表（經(jīng)典節(jié)流裝置、容積、轉(zhuǎn)子等）安裝基數(shù)很大，替代更新并非一朝一夕，而將是一個漫長的過程，內(nèi)錐流量計亦然。
      　　2.
      評價應(yīng)實事求是。內(nèi)錐流量計的優(yōu)點應(yīng)肯定，不足之處也不能回避。在與其它儀表進(jìn)行性能比較時應(yīng)采取同一標(biāo)準(zhǔn)。如對比內(nèi)錐與孔板壓損時，為什么孔板的βv值取0.5～0.6，而內(nèi)錐只取0.85，即使這樣，也得不到內(nèi)錐壓損僅為孔板的1/4的結(jié)論。
      　　內(nèi)錐流量計實際應(yīng)用的βv值，一般推薦為0.45～0.7，很少采用0.85，這樣才具有一定的整流效果，現(xiàn)就以該文所舉的兩個成功應(yīng)用范例來說明：
      　?、?國外用于瑞典SSAB的內(nèi)錐流量計βv為0.44；
      　?、?用于國內(nèi)云南曲靖的bv為0.504，都不是0.85。
      　　推廣應(yīng)用的前提是標(biāo)準(zhǔn)化
      　　目前，內(nèi)錐流量計由于過熱的宣傳，生產(chǎn)廠家不少于百家，都是照搬，更未積累在各種應(yīng)用條件下的實驗數(shù)據(jù)。反觀呼吁要被取代的經(jīng)典節(jié)流裝置，不僅經(jīng)過近百年的應(yīng)用、考驗，積累了各種條件下數(shù)以萬計的實驗數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上制定了相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167（國標(biāo)GB/T
      2624與其等同），在應(yīng)用中，特別是在產(chǎn)生貿(mào)易糾紛時也有法可依、有章可循。
      　　在軟實力上，內(nèi)錐流量計與經(jīng)典節(jié)流裝置存在較大的差距。內(nèi)錐流量計雖有一些的優(yōu)點，但要取代一種應(yīng)用近百年、可以干標(biāo)、在市場仍占有較大份額的孔板，不能只靠宣傳，而是要做大量腳踏實地的技術(shù)工作，完成標(biāo)準(zhǔn)化才有可能。
      　　用實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)評估
      　　內(nèi)錐流量計近年來已呈現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，也引起不少爭議，孰是孰非，各執(zhí)一詞。最公正的辦法就是用實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)評估。既要肯定優(yōu)點，也要看的不足。欣悉某行業(yè)協(xié)會已將此列入今年計劃，雖然不可能期望做點
      實驗就可制訂標(biāo)準(zhǔn)，立即大力推廣。但至少對一些爭議會有一個公正的評定，如：用實驗數(shù)據(jù)來驗證本文提出的內(nèi)錐壓損計算公式；是否在任何情況下前直管段僅需0～3D仍可保證±0.5％的精確度。它將有助我國工程界正確、合理地選用內(nèi)錐流量計。
      　　近幾年國內(nèi)不少單位對內(nèi)錐流量計進(jìn)行了實流測試，測試表明：如需維持±0.5％的精確度，在阻力件為90°彎頭情況下，而內(nèi)錐的bv=0.5～0.6，前直管段L長度應(yīng)為3～5D（D管內(nèi)徑）；如bv=0.85，L應(yīng)大于10D。如阻力件為閥門，在開度為25%時，L應(yīng)大于10D。這些測試數(shù)據(jù)都不認(rèn)同L僅需0～3D的說法。

      流量計（V-Cone
      flowmeter）是美國MCCROMETER公司于上世紀(jì)八十年代研制并推向市場的。二十年來，在國外主要用于測量氣體、氣固、氣液二相臟污流體的流量，取得了較好的效果。
      　　2003年初，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布并要求實施節(jié)能裝置新標(biāo)準(zhǔn)――ISO5167：2003E。與舊標(biāo)準(zhǔn)相比，它對經(jīng)典節(jié)流裝置前直管段長度提出了更為苛刻的要求，應(yīng)用現(xiàn)場難以滿足，用戶普遍尋求一種對直管段長度要求較低的儀表，內(nèi)錐流量計恰好具備了這個特點，再加上我國近兩、三年來舉辦了幾十次研討會、學(xué)習(xí)班，在“揚長避短”的熱炒下，內(nèi)錐流量計在全國遍地開花，形成了過熱的現(xiàn)象。以十七屆MICONEX2006為例，國內(nèi)外展出內(nèi)錐流量計的廠商共33家，其中國外（含合資企業(yè)）僅3家，約占9%，國內(nèi)展出廠家占91%，而其它產(chǎn)品國外展商大約占40%左右。不僅如此，國內(nèi)展出的內(nèi)錐流量計均為國外仿制品，沒有創(chuàng)新，這種低水平的重復(fù)就造成了市場中激烈的壓價競爭惡果。
      　　內(nèi)錐流量計技術(shù)特點
      　　■  要求前直管段長度較短。由于存在內(nèi)錐，流體在流量計中的流動形成了兩個特點：
      　　a.內(nèi)錐所形成的環(huán)形通道逐漸減小，使流體流速加大、壓力降低，這種流動在流體力學(xué)實驗中證明是可以減小、甚至消除漩渦的。
      　　b.內(nèi)錐與管壁之間形成了環(huán)形通道，它在內(nèi)錐直徑的地方形成最窄的通道，其作用類似于流動調(diào)整器的管束，具有減少漩渦、改善流動方向的作用。內(nèi)錐流量計的內(nèi)錐不僅具有節(jié)流作用，還具有整流作用，相當(dāng)于附加了一個流動調(diào)整器（Flow
      Conditioner）。因此，它可以在直管段不夠長的情況下，較其它節(jié)能裝置能獲得更高的準(zhǔn)確度。
      　　■ 
      準(zhǔn)確度在應(yīng)用條件下達(dá)不到±0.5%。流量儀表的準(zhǔn)確度不僅取決于本身，還取決于使用條件。只能說在直管段長度不足的條件下，內(nèi)錐流量計由于環(huán)形通道的整流作用，準(zhǔn)確度有可能優(yōu)于經(jīng)典式節(jié)流裝置（孔板、噴嘴）。而由于生產(chǎn)加工、安裝和現(xiàn)場條件等因素的影響，其準(zhǔn)確度往往達(dá)不到該文所宣稱的±0.5%。
      　　天津科特公司是一個研制、銷售內(nèi)錐流量計的專業(yè)公司，其所公布的數(shù)據(jù)較為可信，該公司曾對口徑從15mm至1600mm不同βv
      值下的內(nèi)錐流量計做了大量的檢定工作，部分?jǐn)?shù)據(jù)列于表1。
       要性”。
      　　其他不足
      　　■   取壓點未必合理
      　　內(nèi)錐流量計的高壓點P1取自前方管壁，如該文所說前直管僅0～3D,　此處還可能存在漩渦，未必是位流，P1不能準(zhǔn)確地反映該截面的靜壓；低壓P2取自內(nèi)錐尾部漩渦區(qū)的中心，通過細(xì)管轉(zhuǎn)至管外，如果流體中含有粉塵、凝析物、纖維等物體，則低壓孔及導(dǎo)壓管常易堵塞?，F(xiàn)場已不乏這種案例。
      　　■  內(nèi)錐體的固定薄弱
      　　內(nèi)錐體通過一個懸臂桿固定在管內(nèi)壁上，流體在內(nèi)錐后形成的漩渦必將引起振動，形成安全隱患，特別是所測流體密度大、流速高（如：高壓蒸汽），選用應(yīng)特別慎重。已聽說發(fā)生支桿因振動折斷的事故。