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均速管流量计分类


文章日期:2019-08-09|阅读数:


国内外逐渐推出了分离点确定的菱形截面检测杆(国外称钻石Diamonr)以取代圆截面,那么均速管流量计分类有哪些?目前常用的有以下几种:
 
均速管流量计分类
 
1、菱型—Ⅱ型
 
总压、背压检测孔均采用2~4对,在高、低压腔中平均后,分别引至差压变送器高低压端。美国DSI上世纪末期(1984年)推出的Probar产品(图2C-1)由三个型材(一个菱形、二个三角形)组合成检测杆。而德国的intra-automation公司于上世纪90年代推出了一体化结构(图2C—2),称为Itabar的产吕,检测有内用隔板分为高低二个压力腔,强度好,不易泄漏,且采用高强度耐热钢后,耐压可达40Mpa,耐温可达100℃。Probar及Itabar的检测杆都采取了复合结构,可将温度变送器插入检测杆组成一体化智能质量流量计。
 
2、托巴管
 
由英国托巴(TFL)流量计公司,1985年推出,在圆形检测杆,??出一个大角形,迫使流体在六角处分离,它与菱形—Ⅰ型早期采用过的忠压引出管,实践证明,不仅没有什么优异的性能,反而增大易于堵塞的弊病,这种结构早被国内外生产厂商所淘汰。国内某厂推一种产品,亦称托巴管,其实就是在每个总压检测孔上焊一个弹头,检测杆仍为圆形。它既没有弹头型控制附面号的优点,又保留了圆截面分离点不确定的缺点。匠心何在?难以理解!
 
3、菱形—Ⅰ型
 
由美国DSI公司1978年推出。由于均速管一般应使用在位流中,即管道横截面积有横向流动,背压应相等,可以仅取一点背压,用一根内径约3毫米的细管引至变送器,但现场流体大多不够洁净,常有堵塞故障发生。目前国内仍有厂家生产,国外早已弃而不用。
 
4、弹头型
 
1992年由美国Veris公司推出,称为Verbar(威力巴)。
 
Verbar在其弹头前端表面做了粗糙处理(X/Ks≈200),认为处理后可保证形成紊流附面层,提高测量准确度。附面层由层流转变为紊流虽会影响准确度,但这种影响相对其他因素来说是微不足道的,而弹头形及静压点的位置,却使其输出差压相对其他类型均速管偏低不少,影响了它在低密度、低流速情况下的选用。
 
5、T型
 
T型结构正对流向2001年由美国DSI公司推出,有二排密集的总压检测孔(直径约2mm)或取压槽,背流回一测采用了二排背压孔。认为这样的设计可获得“更多”的速度分布,有利于提高准确度。其实总压孔即或是密集到变成了槽口,也只能测管道中某一直径方向的流速。而在直管道不够长,直径方向上的流速颁不足以反映整个截面时,这种设计毫无意义。用槽口代替总压孔,在几十年前就出现过,并未推行说明没有实用价值,其次,采用较小的总压孔(或槽)却易于堵塞。事实上并非厂商所说T形检测杆正前方形成了高压区,粉尘不易进入。如真是这样,汽车挡风玻璃板上还有用雨刷的必要吗?
 
均速管测量原理
 
均速管流量计由一根沿直径插入管道中的中空金属杆,在迎向流体流动方向有成对的测压孔,一般说来是两对,但也有一对或多对的,其外形似笛。迎流面的多点测压孔测量的是总压,与全压管相连通,引出平均全压p1,背流面的中心处一般开有一只孔,与静压管相通,引出静压p2。均速管是利用测量流体的全压与静压之差来测量流速的。均速管的输出差压(△p)和流体平均速度(v),可根据经典的伯努利方程得出:
 
均速管测量原理
式中; △P——全压与静压之差,Pa
 
ρ——流体密度,kg/m3
 
k——校正系数。
 
如果用流量来表示,其流量计算基本公式为
 
均速管测量公式
 
式中 qv ——流体的体积流量,m3/s;
 
qm——流体的质量流量,kg/s;
 
α ——工作状态下均速管的流量系数;
 
ε——工作状态下流体流过检测杆时的流束膨胀系数;
 
A——工作状态下管道内截面面积,m2
 
对于不同压缩性流体:ε=1; 对于可压缩性流体:ε<1
 
现场管道对均速管流量计流量测量的影响
 
管道对均速管的流量测量的影响举足轻重,不可忽视,主要表现在以下两个方面:
 
1、直管段长度
 
均速管前直管道长度必须达到20~30D,以保证流速分布为充分发展紊流,只有这样,仅测几点的流速才可能推算流经整个截面的流量。否则,管道中的流动比较复杂(,流速分布不仅不对称于轴线,还会有横向流动(二次流)及漩涡,仅测直径上几点流速是很难保证测量的准确度的。
 
2、管道内径
 
均速管只能测流速,要测流量必须乘管道截面(圆管要测内径,矩形管需测宽与高)。而它又是一种插入式仪表,实际应用中,往往很难或并不认真测内径。
 
ISO7145就认为,在无法测内径时,允许用软尺测管道外径的周长、估计壁厚来确定内径,这样做当然更无法确认管道内壁的腐蚀、积垢等情况的影响。如此确定的管内径,怎么能保证准确,而从下面分析可看出管内径的准确与否,将成为影响均速管流量测量准确度举足轻重的因素。
 


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