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        大管道氣體流量檢測儀表

        作者: 時間:2017-03-23 來源:網絡 收藏


        3. 測截面多點流速

        (1)機翼型流量計:是經典文丘里管的改進型式,縮短了長度,仍較笨重。

        (2)風量裝置: 在管道截面中插入了多根檢測管,檢測管正對流向鉆有多個總壓孔,側面鉆多個靜壓孔,有較多的測點反映截面的流速分布,雖較機翼型輕巧,但不夠準確。

        (3)熱式均速管流量計:在管道中插入多根熱式均速管流量計,更全面反映管內的流速分布,但每個熱電阻所反映的流速特性未必相同,校驗修正還有待改進。

        (4)均速環流量計(圖2):它是針對均速管流量計應用30 余年存在的輸出差壓小、精確度低,忽視管內徑對精確度的影響等缺點推出的一項專利產品。它由雙文丘里管測低壓,提高了輸出差壓,用多根均速管充分反映了管內的流速分布等一系列措施,改善均速管的技術特性,正引起國內外廠商及用戶的關注。

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        三 影響精確度的因素

        插入式流量計的流量計算公式

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        式中,A—管內截面積;K—流量系數;Δp—輸出差壓;ρ—流體密度;

        其中,K=αβγkv

        kv 為測量頭的流速系數,它可以用風洞標定,但除此之外還有αβγ,用風洞標定無法確定。

        (1)流速分布系數α,在充分發展紊流條件下,如光滑管平均流速點的位置應為0.242R,但測量頭的位置并不一定處于這點上,如處于中心,則必需進行修正。α并非常數,它還取決于粗糙度e 及Re 數:

        如 e=0.001,當Re 從2×104~3×105 時,α的變化為2.8%;

        當 Re=3×105 而e=0.001~0.002 時,α的變化為1.4%。

        (2)阻塞系數β,插入式流量計必需具有測量頭、插入桿等,它將阻塞管內的流動使通道變窄,流速加快,并干擾流速分布。

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        式中,d—測量頭外徑;h—插入桿伸入深度;B—插入桿橫截面寬度;D—管道內徑。

        當 S<0.02 時,阻塞很小可忽略不計,b≈1;

        當 0.02
        當 S>0.06 時,β值需實流標定。

        (3)干擾系數γ,在直管段不足流量計處于非充分發展紊流時,必需用γ對流量系數進行修正。由于大管道在現場往往不具備有較長的直管段,無法得到充分發展紊流,流速分布千變萬化,很難建立足夠有效的數據庫可以引用,只有采用速度面積法進行現場校驗。

        (4)從以上分析可知,測點速的插入式流量計αβ都可以基本做到心中有數,而最困難的是干擾系數γ。

        測線速的均速管流量計,由于它是測多點流速,可以反映充分發展紊流的流速分布,所以不存在流速分布系數α的問題;只要儀表定型橫截面寬度也就確定了,阻塞系數β也較容易解決,較困難的仍是干擾系數γ。

        測截面的均速環流量計,在非充分發展紊流情況下,由于它可以反映截面上各種流速分布情況,干擾系數γ對其精確度的影響相對就小多了,但這個專利還僅是一種設想,是否實用應有充分的試驗數據,才更有說明力。

        四 小結

        (1)測量大管道氣體流量目前對工程界仍是一個較困惑的問題,除本文介紹的插入式外,還有超聲、彎管流量計等。從工控系統來說,測線速(或面速)插入式儀表性價比較高,但不宜用于準確計量、貿易結算。

        (2)流量儀表大多面臨一個校驗問題,有人提出在風洞中校驗;也有人提出應在充分發展紊流中校驗。問題是大管道現場能否提供以上這兩種流場?如無法提供,校驗是否有意義?又應如何解決這個問題,筆者將另文闡述。(end)

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