內文丘里管與經典文丘里管的比較
(2003年12月大連索尼卡恩威公司王漢卿)
1、引言
大連開發區索尼卡電子有限公司開發的NV2118內文丘里管流量計自投放市場以來，以其優異的計量性能，深得流量計量業內人士及廣大用戶的好評。與此同時，也有些對這一新產品尚不了解的客戶，時而向我們發問：內文丘里管與普通經典文丘里管究竟有何不同，內文丘里管是否還是文丘里管？
本文旨在簡要說明，內文丘里管與普通經典文丘里管之間確有某種“血緣”關系----對流體的節流過程相似。但是，內文丘里管的結構形式完全不同于經典文丘里管，內文丘里管的計量性能已經超越了經典文丘里管，內文丘里管是新一代差壓式流量測量儀表。
2、傳統的流量測量節流裝置與經典文丘里管
文丘里管，同標準孔板、噴嘴一樣，是早已實現了國際標準化的傳統流量測
量節流裝置。孔板、噴嘴、文丘里管，因其計量性能上的差異，在用于常見的工業測量過程中，三者之間具有很大的互補性。如上三種傳統節流裝置相比較，文丘里管的特點是：
節流件本身是測量管的一部分，即靠測量管局部管徑的收縮與擴大形成對流體的節流，流體被節流過程中，流體流束橫截面沿管軸方向的變化是漸變的，流體流過節流件喉部時比較順暢，因而流體節流過程的永久性壓力損失小，不易積污，節流裝置流出系數比較穩定。傳統文丘里管的這一特點，使它適宜用在管徑較大、工況壓力低、不允許有過大壓力損失的低差壓測量場合。傳統文丘里管的缺點是測量精度較低，適用范圍太窄，制造成本也高，故同孔板相比，相對用量較少。
3、內文丘里管與經典文丘里管的比較
圖1 內文丘里管與經典文丘里管結構示意圖
內文丘里管（也稱環形錐管）與經典文丘里管在結構上差異很大，主要體現
在節流件的構成形式不同，參見圖1內文丘里管與經典文丘里管結構示意圖。正是這種結構上的差異，形成了兩種完全不同的節流模式，并使內文丘里管的技術性能大大超越了經典文丘里管。
所謂節流模式不同是指：經典文丘里管，節流件與測量管合一,即節流裝置對流體的節流是靠測量管壁自身的擴張變化而實現的，節流部位最高流速發生在測量管管軸，流體最小流束橫截面呈圓形；內文丘里管，節流件由測量管與置于測量管內并與測量管同軸的特型芯體共同構成，即節流裝置對流體的節流是靠測量管內圓表面與芯體外圓表面之間形成的異徑環形縫隙而實現的，節流部位最高流速不是發生在測量管管軸而是在內置芯體四周，流體最小流束橫截面呈環形。
由于流體在內文丘里管內的節流過程----流束的收縮與擴散過程進行的比較平緩，流體流過節流件喉部時，非常順暢，因而永久壓力損失小，不易積污。這些都與傳統文丘里管的節流過程相似，而與孔板、噴嘴的節流過程相差甚遠，因而把這種新型節流裝置取名為內文丘里管。但是，需要強調指出的是，內文丘里管、經典文丘里管，雖然節流過程相似，但由于節流模式的不同，二者相比較，內文丘里管自身矯正上游流動干擾的能力要強于經典文丘里管，流體通過節流件喉部時的速度分布狀態，內文丘里管也更為對稱均勻，因而內文丘里管的流出系數特性要優于經典文丘里管，內文丘里管對測量條件的適應性也更好、更強。內文丘里管與經典文丘里管的詳細比較見“內文丘里管與經典文丘里管技術性能對比一覽表”。
從對比一覽表可以看出，在高、中、低雷諾數區使用，NV2118內文丘里管均具有很好的測量精度，其流出系數不確定度均優于經典文丘里管，特別是在ReD≤1x105的中低雷諾數區，隨著ReD的變小，經典文丘里管的流出系數不確定度越來越大，而在實際應用中，對于DN25mmm~DN200mm的測量管道，許多常見流體出現ReD≤1x105的流動情況是在所難免的。顯然，對于這種測量條件，內文丘里管的優越性就尤為突出。
4、結論
內文丘里管與經典文丘里管的節流模式不同，它是對經黃文丘里管的改進與
發展，內文丘里管的技術性能大大優于經典文丘里管，它是經典文丘里管的更新換代產品。
附表：內文丘里管與經典文丘里管技術性能對比一覽表
| 內容 | NV2118內文丘里管 | 經典文丘里管 |
| 測量精度 | 測量精度高 流出系數不確定度：±0.5%，適用于ReD≥4x103的高、中、低雷諾數區 | 測量精度低，流出系數不確定度及適用雷諾數范圍如下： 1、不確定度±0.7%，適用于粗鑄收縮段型，ReD=2x105~2x106 2、不確定度±1.0~±2.5%，適用于粗鑄收縮段型，ReD=1.5x105~4x106 3、不確定度±1.0%，適用于機械加工收縮段型，ReD=2x105~1x106 4、不確定度±1.5~±3.0%，適用于機械加工收縮段型，ReD=1.5x105~2.5x104 5、不確定度±1.5%，適用于粗焊鐵板收縮段型，ReD=2x105~2x106 6、不確定度±2.5~±3.0%，適用于粗焊鐵板收縮段型，ReD=1x105~4x104 |
| 量程比 | 量程比寬，10：1以上，可達15：1或25：1，適用于管徑25mm≤DN≤1500mm | 量程比窄5：1，適用于管徑50mm≤DN≤250mm，10：1，適用于管徑100mm≤DN≤1200mm |
| 適測雷諾數范圍 | 適測雷諾數范圍寬、下限低，可達4x103或更低，因而能測小流量和較高粘度的流體。 | 適測雷諾數范圍窄、下限高，標準的為ReD≥2x105，雷諾數達1X105時，流出系數不確定度就變得很差，因而不能測小流量和較高粘度的流體。 |
| 入口直管段要求 | 入口直管段要求低于經典文丘里管，可為3D以上。 | 入口直管段要求稍高于內文丘里管 |
| 結構緊湊性 | 結構緊湊，相對體積小，例如，通徑DN500、β=0.5產品，總長度為1050mm | 結構不緊湊，相對體積大，例如，通徑DN500，β=0.5產品，總長度約為2970mm或2500mm（后者是截尾文丘里管） |
| 對被測流量的適應性 | 可適應高溫、高壓、低溫、低壓測量工況，可測量高粘度流體，臟污流體和多相流。 | 對被測流體的適應性不及內文丘里管，尤其不適用于高溫、高壓工況。 |
| 制造工藝性 | 制造工藝性好，便于加工、檢驗，能有效控制構件的形位公差。 | 制造工藝性不好，不便于檢驗，難于有效控制構件的形位公差。 |