山東耐磨陶瓷管風量丈量的幾種辦法,比較了各自優(you)缺點,引薦了運用場合。文(wen)中重點介紹了機翼流量計。
耐磨陶瓷管中(zhong)(zhong)的(de)流量(liang)(liang)(liang)丈量(liang)(liang)(liang)近(jin)年(nian)來已遍及引起人們的(de)注(zhu)重,并(bing)認(ren)真(zhen)地著手(shou)處理。不(bu)少(shao)企(qi)業為節約場地,便于裝置(zhi),在管(guan)(guan)道(dao)(dao)中(zhong)(zhong)流體(ti)(ti)壓力不(bu)大(da)的(de)狀況(kuang)下,常選(xuan)用矩形管(guan)(guan)道(dao)(dao)貼(tie)壁裝置(zhi),如(ru)火(huo)電廠進風管(guan)(guan)道(dao)(dao)、大(da)型(xing)通風體(ti)(ti)系,選(xuan)用邊長達2~3m的(de)矩形管(guan)(guan)道(dao)(dao)已屢見(jian)不(bu)鮮。這(zhe)種(zhong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)中(zhong)(zhong)的(de)流量(liang)(liang)(liang)丈量(liang)(liang)(liang)有一些特別問題,不(bu)能照(zhao)搬圓管(guan)(guan)中(zhong)(zhong)的(de)丈量(liang)(liang)(liang)辦法和外表,而中(zhong)(zhong)又(you)罕(han)見(jian)介紹。前(qian)二(er)年(nian),筆者為處理某工程的(de)這(zhe)個(ge)問題,進行了探究,規(gui)劃(hua)、制作了二(er)臺機翼流量(liang)(liang)(liang)計,并(bing)一次(ci)調試(shi)、投運成功(gong)。
1流(liu)(liu)體(ti)在(zai)矩形(xing)管(guan)(guan)道中(zhong)的活動特(te)點早(zao)在(zai)1926年,Nikuradse就對流(liu)(liu)體(ti)在(zai)矩形(xing)管(guan)(guan)道中(zhong)的活動進(jin)行了測驗,其(qi)等(deng)速線如所(suo)示(shi)。顯示(shi)出不同于圓管(guan)(guan)中(zhong)的同心圓等(deng)速線,并且(qie)發現有二次流(liu)(liu)。
二次流(liu)從(cong)本(ben)質上來看,是在紊流(liu)條(tiao)件下,在管道橫截(jie)面上,有垂直于(yu)軸向的法(fa)(fa)向活(huo)(huo)動(dong),它與(yu)軸向活(huo)(huo)動(dong)疊加后構成二次流(liu),也(ye)可(ke)稱為渦流(liu)。由于(yu)層流(liu)不存在法(fa)(fa)向活(huo)(huo)動(dong),所(suo)以在層流(liu)條(tiao)件下不可(ke)能(neng)發作二次流(liu)。
1964年,Brundrett及Baines又對矩(ju)形潤滑管及粗糙管中的(de)活(huo)(huo)動進行了(le)測驗。他(ta)們(men)以為矩(ju)形管道中的(de)二(er)次(ci)(ci)流(liu)(liu)(liu)是(shi)(shi)由(you)橫(heng)截面上的(de)雷諾(nuo)力(li)所引起的(de),而(er)起首(shou)要效果的(de)是(shi)(shi)法向應力(li)強度(du),這是(shi)(shi)一種非等熵活(huo)(huo)動,紊流(liu)(liu)(liu)運動是(shi)(shi)構(gou)成二(er)次(ci)(ci)流(liu)(liu)(liu)的(de)根底。1973年Landei和Ying選(xuan)用分析辦法描述(shu)了(le)這種雜(za)亂的(de)活(huo)(huo)動。他(ta)們(men)證明了(le)二(er)次(ci)(ci)流(liu)(liu)(liu)有(you)(you)使(shi)壁(bi)面應力(li)均勻化的(de)趨勢,并指出二(er)次(ci)(ci)流(liu)(liu)(liu)將改動沖突因子的(de)巨細,其幅度(du)約為±10%.長期以來(lai),人們(men)對這種活(huo)(huo)動的(de)研討側(ce)重在對阻力(li)的(de)影響(xiang),很少觸及流(liu)(liu)(liu)量的(de)丈量,近年來(lai)才有(you)(you)所考慮,有(you)(you)關(guan)論(lun)說(shuo)拜見(jian)。
也曾有人妄圖(tu)只測矩形(xing)管道軸向的壓力梯(ti)度dp/d,來處理(li)流量(liang)丈(zhang)量(liang)問題,其公(gong)式為(wei)(wei)1/2高度;為(wei)(wei)流體動力粘性系數(shu);dPl/ck為(wei)(wei)無(wu)量(liang)綱軸向壓力梯(ti)度。
這(zhe)種(zhong)辦法至今還未傳聞運(yun)用到實踐工程(cheng)中,問題在于(yu)這(zhe)個(ge)計算公式是否切當地描述(shu)了實踐的活動狀況,是否可精確(que)斷(duan)定邊界條件(jian)。這(zhe)些還有待于(yu)實踐證明。
2常用辦法下面(mian)介(jie)紹(shao)丈量(liang)矩形大管道(dao)流(liu)量(liang)的三種常用辦法,雖各有所長,但均不盡人意。
2.1速度面積法這是一種經典的丈量辦法,早已有國際標準能夠遵從(IS03966,IS07194)。山東耐磨陶瓷管這種(zhong)辦(ban)(ban)法(fa)的(de)長處是(shi)不受(shou)管道巨細的(de)約束,并且也還精確、牢靠;不足之處是(shi)斷定(ding)一(yi)(yi)個流量值(zhi)要測20多(duo)點的(de)流速,丈量非常(chang)繁瑣,因而簡直(zhi)不太可(ke)能運用于(yu)工業現場(chang)上,但卻(que)可(ke)做為一(yi)(yi)種(zhong)最基本、最實踐的(de)校(xiao)驗辦(ban)(ban)法(fa)。
此處要闡明的(de)(de)是,在(zai)(zai)國際標準中(zhong),這種(zhong)辦法(fa)引(yin)薦(jian)的(de)(de)流(liu)(liu)速計(ji)是NPL型(xing)皮保管(guan)(guan)(guan),它雖精確但對流(liu)(liu)向比(bi)較靈(ling)敏,當流(liu)(liu)向違(wei)(wei)背軸向超(chao)越(yue)10時(shi),就將引(yin)起1%以(yi)(yi)上的(de)(de)差錯。在(zai)(zai)圓管(guan)(guan)(guan)中(zhong)運用多屬(shu)位流(liu)(liu)不(bu)成問題,但用于矩(ju)形管(guan)(guan)(guan)道則(ze)應另當別(bie)論。因在(zai)(zai)矩(ju)形管(guan)(guan)(guan)道中(zhong)不(bu)可(ke)避免地會(hui)存在(zai)(zai)二(er)次流(liu)(liu),流(liu)(liu)向違(wei)(wei)背超(chao)越(yue)±10則(ze)習以(yi)(yi)為(wei)常,仍用NPL型(xing)皮保管(guan)(guan)(guan),難(nan)保必要的(de)(de)精確度(du)(du)。為(wei)此,筆者引(yin)薦(jian)一種(zhong)帶導(dao)流(liu)(liu)進口的(de)(de)特別(bie)皮保管(guan)(guan)(guan),它在(zai)(zai)流(liu)(liu)向違(wei)(wei)背軸線(xian)±40.以(yi)(yi)內時(shi),仍可(ke)堅持1%的(de)(de)精確度(du)(du)。
2.2刺進法2.2.1點(dian)速法點(dian)速法是經過丈量管道中某一(yi)點(dian)的(de)流速來(lai)計算流量的(de)辦法。這(zhe)種辦法簡略易(yi)行,但精確(que)度很低,在工業現場多用于(yu)監測,很少用于(yu)計量。
原則(ze)上,選用這(zhe)種辦法(fa)一般流速計均(jun)可測流量。
現在(zai)所用的(de)有刺進式渦(wo)輪流量計、插人(ren)式渦(wo)街流量計、皮(pi)(pi)(pi)托一(yi)文丘利管(guan)等等。筆者(zhe)在(zai)此特別引薦皮(pi)(pi)(pi)托一(yi)文丘利管(guan),它結構簡略,作(zuo)業牢靠(kao),可(ke)輸出比皮(pi)(pi)(pi)保管(guan)大幾(ji)倍的(de)差(cha)壓信號(hao),且耐高(gao)溫及可(ke)作(zuo)業在(zai)較前二者(zhe)更為惡劣的(de)現場,在(zai)火電廠及冶(ye)金、鋼鐵行業曾風行一(yi)時。要注意的(de)是,其速度(du)-差(cha)壓特性(xing)重復性(xing)差(cha),每支(zhi)均需在(zai)風洞中校驗后才好運用。
2.2.2線(xian)速法線(xian)速法是指(zhi)一次丈量(liang)沿一向線(xian)上多(duo)點流(liu)速的歸(gui)納(na)值來斷(duan)定流(liu)量(liang),較點速法精確,且裝置(zhi)條件也(ye)優于點速法,國內外常選用(yong)均(jun)速管。它的結構(gou)簡略,作(zuo)業牢靠,便(bian)于裝置(zhi),較適用(yong)于矩形管道各種狀況的風量(liang)丈量(liang),其裝置(zhi)方位如所示。