内文丘里管与经典文丘里管的比较
(2003年12月大连索尼卡恩威公司王汉卿)
1、引言
大连开发区索尼卡电子有限公司开发的NV2118内文丘里管流量计自投放市场以来，以其优异的计量性能，深得流量计量业内人士及广大用户的好评。与此同时，也有些对这一新产品尚不了解的客户，时而向我们发问：内文丘里管与普通经典文丘里管究竟有何不同，内文丘里管是否还是文丘里管？
本文旨在简要说明，内文丘里管与普通经典文丘里管之间确有某种“血缘”关系----对流体的节流过程相似。但是，内文丘里管的结构形式完全不同于经典文丘里管，内文丘里管的计量性能已经超越了经典文丘里管，内文丘里管是新一代差压式流量测量仪表。
2、传统的流量测量节流装置与经典文丘里管
文丘里管，同标准孔板、喷嘴一样，是早已实现了国际标准化的传统流量测
量节流装置。孔板、喷嘴、文丘里管，因其计量性能上的差异，在用于常见的工业测量过程中，三者之间具有很大的互补性。如上三种传统节流装置相比较，文丘里管的特点是：
节流件本身是测量管的一部分，即靠测量管局部管径的收缩与扩大形成对流体的节流，流体被节流过程中，流体流束横截面沿管轴方向的变化是渐变的，流体流过节流件喉部时比较顺畅，因而流体节流过程的永久性压力损失小，不易积污，节流装置流出系数比较稳定。传统文丘里管的这一特点，使它适宜用在管径较大、工况压力低、不允许有过大压力损失的低差压测量场合。传统文丘里管的缺点是测量精度较低，适用范围太窄，制造成本也高，故同孔板相比，相对用量较少。
3、内文丘里管与经典文丘里管的比较
图1 内文丘里管与经典文丘里管结构示意图
内文丘里管（也称环形锥管）与经典文丘里管在结构上差异很大，主要体现
在节流件的构成形式不同，参见图1内文丘里管与经典文丘里管结构示意图。正是这种结构上的差异，形成了两种完全不同的节流模式，并使内文丘里管的技术性能大大超越了经典文丘里管。
所谓节流模式不同是指：经典文丘里管，节流件与测量管合一,即节流装置对流体的节流是靠测量管壁自身的扩张变化而实现的，节流部位最高流速发生在测量管管轴，流体最小流束横截面呈圆形；内文丘里管，节流件由测量管与置于测量管内并与测量管同轴的特型芯体共同构成，即节流装置对流体的节流是靠测量管内圆表面与芯体外圆表面之间形成的异径环形缝隙而实现的，节流部位最高流速不是发生在测量管管轴而是在内置芯体四周，流体最小流束横截面呈环形。
由于流体在内文丘里管内的节流过程----流束的收缩与扩散过程进行的比较平缓，流体流过节流件喉部时，非常顺畅，因而永久压力损失小，不易积污。这些都与传统文丘里管的节流过程相似，而与孔板、喷嘴的节流过程相差甚远，因而把这种新型节流装置取名为内文丘里管。但是，需要强调指出的是，内文丘里管、经典文丘里管，虽然节流过程相似，但由于节流模式的不同，二者相比较，内文丘里管自身矫正上游流动干扰的能力要强于经典文丘里管，流体通过节流件喉部时的速度分布状态，内文丘里管也更为对称均匀，因而内文丘里管的流出系数特性要优于经典文丘里管，内文丘里管对测量条件的适应性也更好、更强。内文丘里管与经典文丘里管的详细比较见“内文丘里管与经典文丘里管技术性能对比一览表”。
从对比一览表可以看出，在高、中、低雷诺数区使用，NV2118内文丘里管均具有很好的测量精度，其流出系数不确定度均优于经典文丘里管，特别是在ReD≤1x105的中低雷诺数区，随着ReD的变小，经典文丘里管的流出系数不确定度越来越大，而在实际应用中，对于DN25mmm~DN200mm的测量管道，许多常见流体出现ReD≤1x105的流动情况是在所难免的。显然，对于这种测量条件，内文丘里管的优越性就尤为突出。
4、结论
内文丘里管与经典文丘里管的节流模式不同，它是对经黄文丘里管的改进与
发展，内文丘里管的技术性能大大优于经典文丘里管，它是经典文丘里管的更新换代产品。
附表：内文丘里管与经典文丘里管技术性能对比一览表
| 内容 | NV2118内文丘里管 | 经典文丘里管 |
| 测量精度 | 测量精度高 流出系数不确定度：±0.5%，适用于ReD≥4x103的高、中、低雷诺数区 | 测量精度低，流出系数不确定度及适用雷诺数范围如下： 1、不确定度±0.7%，适用于粗铸收缩段型，ReD=2x105~2x106 2、不确定度±1.0~±2.5%，适用于粗铸收缩段型，ReD=1.5x105~4x106 3、不确定度±1.0%，适用于机械加工收缩段型，ReD=2x105~1x106 4、不确定度±1.5~±3.0%，适用于机械加工收缩段型，ReD=1.5x105~2.5x104 5、不确定度±1.5%，适用于粗焊铁板收缩段型，ReD=2x105~2x106 6、不确定度±2.5~±3.0%，适用于粗焊铁板收缩段型，ReD=1x105~4x104 |
| 量程比 | 量程比宽，10：1以上，可达15：1或25：1，适用于管径25mm≤DN≤1500mm | 量程比窄5：1，适用于管径50mm≤DN≤250mm，10：1，适用于管径100mm≤DN≤1200mm |
| 适测雷诺数范围 | 适测雷诺数范围宽、下限低，可达4x103或更低，因而能测小流量和较高粘度的流体。 | 适测雷诺数范围窄、下限高，标准的为ReD≥2x105，雷诺数达1X105时，流出系数不确定度就变得很差，因而不能测小流量和较高粘度的流体。 |
| 入口直管段要求 | 入口直管段要求低于经典文丘里管，可为3D以上。 | 入口直管段要求稍高于内文丘里管 |
| 结构紧凑性 | 结构紧凑，相对体积小，例如，通径DN500、β=0.5产品，总长度为1050mm | 结构不紧凑，相对体积大，例如，通径DN500，β=0.5产品，总长度约为2970mm或2500mm（后者是截尾文丘里管） |
| 对被测流量的适应性 | 可适应高温、高压、低温、低压测量工况，可测量高粘度流体，脏污流体和多相流。 | 对被测流体的适应性不及内文丘里管，尤其不适用于高温、高压工况。 |
| 制造工艺性 | 制造工艺性好，便于加工、检验，能有效控制构件的形位公差。 | 制造工艺性不好，不便于检验，难于有效控制构件的形位公差。 |