Новые тенденции в развитии технологии расходомеров Вентури: от сопел критического течения до многосторонних прорывов в области динамических измерений при низких температурах 

Расходомер Вентури, являющийся классическим типом приборов для измерения расхода по разности давлений, благодаря таким преимуществам, как низкие потери давления, простая конструкция и высокая адаптивность, по-прежнему занимает важное место в нефтегазовой, химической, энергетической отраслях, а также в области низкотемпературных технологий. В последнее время в таких направлениях, как сопла Вентури для критического течения, динамические измерения при низких температурах и учет влажного газа, были последовательно реализованы многочисленные научные исследования и инженерные проекты, что придало этому проверенному прибору новое техническое содержание.

I. Инновация «второго горла» в соплах с критическим потоком

Вентури-сопла с критическим потоком (звуковые сопла) являются основным «эталоном» для передачи значений расхода газа, однако при низких числах Рейнольдса и малом диаметре горла в них часто возникает «феномен преждевременного неперекрытия» (PUP), то есть ударная волна в диффузионном участке смещается в сторону горла, нарушая звуковое поле потока, что приводит к колебаниям коэффициента расхода и серьезному снижению точности измерения. В феврале 2026 года совместная группа ученых из Шаньсянского научно-исследовательского института метрологии и Северо-Западного технологического университета опубликовала результаты своих исследований в журнале «Flow Measurement and Instrumentation». В них было представлено новаторское внедрение концепции проектирования аэрокосмических сверхзвуковых аэродинамических труб: в нижней части традиционного сопла был добавлен «второй горловой канал», который направляет и удерживает ударную волну в пределах второго горлового канала, обеспечивая постоянное стабильное течение со звуковой скоростью в первом горловом канале. Эксперименты и численные расчёты показали, что новая конструкция сопла значительно повышает точность повторяемости измерений в условиях низкого противодавления, предлагая совершенно новое решение для высокостабильного измерения минимальных расходов газа. Данные результаты были защищены двумя национальными патентами на изобретения.

II. Динамическая регулировка горловины в условиях низких температур при работе с СПГ

Температура сжиженного природного газа (СПГ) достигает -162 °C и даже ниже, что создаёт риск разрыва от замерзания и дрейфа показаний для обычных расходомеров. В патенте на изобретение, опубликованном в июне 2026 года, предложен измеритель расхода Вентури с динамической регулировкой для двигателей на СПГ, суть которого заключается в конструкции «переменного горлового участка»: при низких расходах площадь проходного сечения горловины уменьшается, что повышает интенсивность сигнала перепада давления; при высоких расходах площадь проходного сечения увеличивается, что позволяет сдерживать чрезмерные потери давления и нелинейные погрешности. Такой конструктивный подход преобразует фиксированные геометрические характеристики трубки Вентури в способность к динамическому измерению, адаптируемую к широкому диапазону колебаний нагрузки, что имеет непосредственное практическое значение для регулирования расхода в двигателях, работающих на СПГ, и системах транспортировки при низких температурах.

III. Измерение влаги: от эмпирических соотношений к подходу, основанному на данных

Влага (поток природного газа, содержащий небольшое количество жидкости) приводит к «завышенным показаниям» (over-reading) расходомера Вентури, и в течение долгого времени для их корректировки использовались эмпирические соотношения. В обзорной статье, опубликованной в январе 2026 года, был проведен систематический анализ эмпирических соотношений для влажного газа, применимых к трубчатым расходомерам Вентури. В ней отмечается, что соотношения ISO/TR 11583 и de Leeuw обеспечивают наивысшую точность и наилучшую устойчивость при горизонтальной установке, тогда как при вертикальной установке наблюдаются заметно иные особенности измерения, и соотношение Чинелло представляется наиболее перспективным вариантом. В то же время продолжаются исследования, посвящённые модели влажности в Вентури с длинным горлом на основе классификации с использованием нейронных сетей (CNN), а также адаптивным стратегиям измерения, основанным на данных, что свидетельствует об эволюции измерения влажности от статической корректировки к адаптивным методам с учётом физических ограничений.

IV. Пересмотр стандартов и устойчивое расширение рынка

Государственный стандарт GB/T 2624.4-2006 «Измерение расхода жидкости в заполненной трубе с помощью устройств измерения перепада давления, установленных в трубопроводах круглого сечения. Часть 4: Трубка Вентури» вступил в стадию пересмотра. Пересмотр Части 3 серии GB/T 2624 «Сопла и сопла Вентури» ведётся под руководством компании Chuan Yi Flow Instruments, а работа по пересмотру Части 4 «Трубка Вентури» продвигается параллельно. Что касается рынка, то по данным QYResearch, в 2025 году объем мирового рынка расходомеров Вентури составит около 88 млн долларов США, а к 2032 году, по прогнозам, достигнет 119 млн долларов США при среднегодовом темпе роста (CAGR) 4,5 %. Прогнозы SkyQuest более оптимистичны: по их оценкам, в 2026–2033 годах CAGR может составить 13,4 %, причем движущей силой роста станет постоянный спрос со стороны нефтегазовой, водоочистной и авиационной отраслей на малообслуживаемые и высокоточные устройства измерения перепада давления.

Опыт компании «Шанхай Ичан»

Компания «Шанхай Ичан» по производству дроссельных устройств (Shanghai Yichang Throttling Device Manufacturing Co., Ltd.) была основана в 2001 году. Её предшественником был цех по производству диафрагм при Шанхайском заводе автоматических приборов № 1. Компания является одним из разработчиков национального стандарта Китая GB/T 2624-2006 на дроссельные устройства. Ассортимент трубок Вентури компании включает классические трубки Вентури, трубки Вентури втулочного типа и сопла Вентури. Они разработаны и изготовлены в соответствии со стандартами ISO 5167 и GB/T 2624 и могут применяться для измерения расхода в таких отраслях, как нефтегазовая, химическая, металлургическая, энергетическая и коммунальное теплоснабжение. Для российского рынка компания получила сертификат EAC и предоставляет клиентам рекомендации по выбору расходомеров Вентури и техническую поддержку через официальный сайт на русском языке (www.ycjlzz.ru), официальный сайт на китайском языке (www.ycjlzz.com/), электронную почту (ycshangwu@ycjlzz.com), по телефону (13390803499) и через рекламную платформу «Всероссийский канал». Приглашаем клиентов обращаться в компанию с вопросами, касающимися конкретных условий эксплуатации.