弯管流量计的测量原理和节能原理
1.弯管流量计的测量原理
理论研究和大量的实验研究表明：流体在流经弯管时，由于弯曲管壁的导流作用，使流体在流经弯管时其内侧流速会逐渐增大，而外侧流速却逐渐减小，这就形成了各个过流断面的近似梯形速度分布，且这种梯形速度分布状态在弯管45°截面处达到极限状态。弯管45°截面各质点流速分布如图1所示。
由于流体流经弯管流量计过程的复杂性，致使不可能用通常的理论方法推导出一个简单的数学表达式，而只能借助于量纲分析的方法建立一个涵盖全部可能影响因素而形式上复杂的数学表达式。根据量纲分析原理：流过弯管流量计流体的平均流速与弯管内、外侧压力差Δp的关系可以用欧拉数Eu表示：
式中：Re———雷诺数;Fr———费劳德数;Ma———马赫数;R/D———弯径比;L1、L2———前后直管长度;λ1、
λ2———外侧取压孔位置;λ3、λ4———内侧取压孔位置;Δ———管道内壁粗糙度;β1、β2———前后直管段与弯管的夹角;D———管道的公称内径。
根据欧拉数Eu的定义，式(2)可以进一步改写为
式(3)建立了流体流过弯管流量计的工作原理表达式，根据欧拉数Eu的定义，弯管流量计工作原理可以表述为：流过弯管流量计的流体动能与弯管内外侧的压力差(Δp)具有比例关系。其比例系数(流量系数)α是雷诺数、费劳德数、马赫数、弯径比、前后直管段长度、取压孔(内、外侧)位置、直管段与弯管的连接角度，以及弯管内表面的粗糙度等影响因素的函数。
式(4)给出了理论流量系数α的函数表达式，对于该系数的确定可以通过求解包含相关影响因素的纳维-斯托克斯微分方程确定。
2.弯管流量计的节能原理
对于火力发电企业，弯管流量计取代孔板节流装置是否具有节能效果，可以通过发电机组的汽轮机功率间接计算。
孔板的节流会使蒸汽压力降低，意味着做功能力减小，造成不可恢复的能量损失。孔板产生的压力损失通常根据式(5)计算：
式中：β———节流件直径比;ΔP———节流孔板差压值，kPa。
发电机组的汽轮机功率Pi的计算：
式中：D———汽轮机组蒸汽流量;h0———进汽机蒸汽焓值;hh———供热蒸汽焓值;ηi———汽轮机相对内效率(约为82%);ηm———汽轮机机械效率(约为98%);ηg———发电机效率(约为98%)。
初始参数(入口蒸汽参数)p1、T1、h1和抽汽参数p2、T2、h2直接影响汽轮机的功率。
电厂为了监测和计量需要，通常在锅炉出口和汽轮机入口的管道上加装节流孔板，造成初压p1降低;在汽轮机外供蒸汽总管加装节流孔板，造成供热总出口蒸汽压力p2升高，这两个参数的变化均会造成汽轮机有效发电功率的降低。
而弯管流量计是安装在管道转弯处，取代现有的弯头的，没有增加新的阻力，因此在使用中不会使蒸汽品质下降。如用弯管流量计替代孔板节流装置，在锅炉出口压力不变的情况下，将提高汽轮机初压p1并降低供热总出口压力p2，从而提高汽轮机发电效率，减少节流元件带来的能量损耗，达到节能的目的。
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