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孔(kǒng)闆節流(liu)式流量(liàng)計研究(jiū)
發布時(shí)間:2025-12-16 |
1前言(yan)
在實際(jì)的生産(chǎn)過程中(zhong),爲了有(yǒu)效地進(jìn)行操作(zuo)、控制和(hé)監督,常(chang)常需要(yào)檢測各(gè)種流體(ti)的流量(liang)。流量檢(jian)測儀表(biao)是發展(zhǎn)生産,節(jie)約能源(yuan),改進産(chan)品質量(liàng),提高經(jing)濟效益(yi)和管理(lǐ)水平的(de)重要工(gōng)具,同時(shi)也是工(gōng)業自動(dòng)化儀表(biǎo)和裝置(zhì)中的重(zhong)要儀表(biǎo)之一。
在(zài)流量檢(jiǎn)測中有(yǒu)體積流(liu)量和質(zhi)量流量(liang)兩種方(fāng)式進💚行(hang)測量。質(zhi)量流量(liàng)常常需(xū)要被測(ce)物的密(mì)度來進(jìn)行檢測(ce),而被測(ce)物中含(han)有一定(dìng)的雜質(zhi)導緻測(ce)量的正(zheng)确。所以(yi)在這種(zhǒng)情況下(xià)體積流(liú)量的㊙️優(you)勢就體(ti)現出來(lai)了。
在體(tǐ)積流量(liàng)中有一(yī)種測量(liàng)裝置———差(cha)壓式流(liú)量計受(shou)歡迎。差(cha)壓式流(liú)量計具(jù)有結構(gou)簡單、價(jia)格合理(lǐ)、使用方(fāng)便🔞的優(yōu)勢,成爲(wei)目前工(gōng)業生産(chan)中應用(yong)的一種(zhǒng)流量計(jì)。
2流量計(ji)的分析(xī)及改進(jìn)
2.1差壓式(shi)流量計(ji)
差壓式(shi)流量計(jì)是基于(yú)流體的(de)節流原(yuán)理。它是(shì)利用流(liú)體流經(jing)節🔞流裝(zhuāng)置時産(chan)生的壓(ya)力差來(lái)進行計(ji)算測出(chu)流量的(de)。在☂️流通(tong)管道上(shang)設置一(yi)個流動(dòng)阻力件(jian),當流體(ti)流經阻(zu)力件時(shi)将産生(shēng)壓力差(chà),而這個(gè)壓力差(cha)與流體(ti)流量之(zhī)間有确(que)定的一(yi)個數值(zhi)👌關系,通(tong)過⚽測量(liang)出這個(ge)壓力差(cha)就可以(yǐ)求得流(liu)體流量(liang)。
産生差(chà)壓的裝(zhuāng)置有許(xǔ)多種,包(bao)括節流(liú)裝置、動(dong)壓管♉、均(jun)速管、彎(wān)管等。在(zai)節流裝(zhuang)置中常(cháng)用的:孔(kong)闆流量(liàng)計、噴嘴(zui)、文丘利(lì)管等。這(zhè)裏主要(yao)分析闆(pan)孔型節(jie)流裝置(zhi)和運用(yong)。
2.2節流式(shì)流量計(jì)
孔闆節(jie)流式流(liú)量計可(ke)用于測(cè)量液體(ti)、氣體或(huò)蒸汽的(de)流量。此(ci)流量計(jì)是應用(yòng)成熟的(de)差壓式(shi)流量計(jì),至今在(zai)流量儀(yí)表中占(zhàn)有重要(yào)的地位(wei)。
節流式(shì)流量計(ji)中産生(sheng)差壓的(de)裝置稱(chēng)節流裝(zhuang)置,其主(zhǔ)體是一(yī)個局部(bù)收縮阻(zu)力件,稱(cheng)爲節流(liu)元件。通(tōng)過節流(liu)🔅元件改(gai)變流體(ti)流通❤️截(jié)面,從而(er)在節流(liu)元件前(qián)後形成(cheng)👈壓力差(chà)。節流裝(zhuang)置分爲(wei)标準節(jie)流裝置(zhi)和非🔅标(biāo)準節流(liú)裝置,标(biao)準節流(liu)裝置的(de)研究最(zuì)爲充分(fèn),裝置型(xing)式已經(jing)标準化(huà)和通用(yòng)化,隻需(xu)要根據(ju)有關标(biao)準進行(hang)設計計(jì)算,嚴格(ge)按照加(jiā)工要求(qiú)和安裝(zhuang)要求,這(zhe)樣的節(jiē)流裝置(zhì)不需要(yào)經過單(dān)獨🌍标定(ding)就可以(yǐ)使用。而(ér)非标準(zhǔn)節流裝(zhuāng)置用以(yi)解決髒(zāng)污和高(gao)黏度流(liu)體的流(liu)量測量(liang)問題,尚(shàng)缺乏足(zu)夠的實(shi)驗數據(ju)❤️,因此沒(mei)有标準(zhun)化。
節流(liú)式流量(liang)計的特(tè)點是結(jié)構簡單(dan),無可動(dòng)部件;可(ke)靠性較(jiào)高;複現(xiàn)性能好(hǎo);适應性(xìng)較廣,它(tā)适用于(yú)各種工(gong)況下的(de)單相流(liu)體,适用(yong)的管道(dào)直徑範(fan)圍寬,可(ke)以✏️配用(yòng)通用差(chà)壓計;節(jie)流裝置(zhi)已有标(biao)準化型(xíng)式。其主(zhǔ)要缺點(diǎn)是安裝(zhuāng)要求嚴(yán)格;流量(liàng)計前後(hòu)要求較(jiao)長的直(zhi)管段;測(ce)量範圍(wéi)窄,一般(bān)😄範圍度(du)爲3∶1;壓力(li)損失較(jiào)大;對于(yu)較小直(zhi)徑管道(dào)測量比(bǐ)較困難(nán),精度不(bu)夠高。
2.3節(jie)流原理(li)與流量(liàng)方程
首(shou)先介紹(shao)流量計(jì)算方程(chéng)中需要(yào)用到的(de)參數及(jí)其意😄義(yì):
ρ—流體密(mi)度;
D、A1—管道(dào)直徑和(hé)截面積(ji);
d2、A2—流束最(zuì)細處(即(ji)截面B處(chu))流束直(zhi)徑和截(jie)面積;
d、A0—孔(kǒng)闆開孔(kong)直徑和(hé)開孔截(jie)面積;
P1、P2—孔(kǒng)闆前後(hou)固定位(wei)置處靜(jing)壓力。
管道中(zhong)流動的(de)流體具(ju)有一定(ding)的能量(liang),即靜壓(ya)能和動(dòng)能,并且(qie)這🈲兩種(zhǒng)能量可(kě)以相互(hu)轉化。可(ke)以明顯(xiǎn)看👉出孔(kǒng)闆前後(hòu)流體的(de)速度和(hé)靜壓力(lì)的變化(huà)情況。流(liú)體在截(jie)面A以前(qián),靜壓力(li)爲P11,流速(su)爲υ1,當流(liu)體靠近(jìn)孔闆㊙️時(shi),管壁處(chù)的流體(ti)此時受(shòu)到的阻(zu)擋最大(dà),使得部(bu)分動能(néng)轉換爲(wèi)了靜壓(yā)能,導👣緻(zhì)靜壓力(lì)升高,産(chǎn)生靠近(jìn)管壁流(liu)體與管(guan)道中心(xīn)流體間(jian)的徑向(xiàng)壓差,從(cong)而使得(dé)靠近管(guan)壁流體(tǐ)🍉的流向(xiàng)與管道(dao)軸線相(xiàng)傾斜,形(xing)成了🥰流(liú)速收縮(suō)運動。由(you)✍️于慣性(xing)的作用(yòng),流束最(zuì)細處在(zai)孔闆後(hou)的截面(mian)B處,此時(shi)流速υ2最(zuì)🤞大,而靜(jìng)壓力P22最(zui)❄️小,之後(hòu)流束漸(jian)漸擴大(da),到截面(mian)C處完全(quán)複原,流(liú)速υ3=υ1.
由于(yú)節流裝(zhuang)置的存(cún)在,流體(ti)形成的(de)局部渦(wō)流和克(ke)💋服摩擦(ca)力💋,消耗(hào)部分能(néng)量,所以(yi)流體的(de)靜壓力(li)不能🌂恢(hui)複📱到原(yuán)🔱來的數(shu)值P11,壓力(lì)損失值(zhi)爲δP=P11-P3.
流量(liang)方程的(de)推導:
由(you)于最小(xiǎo)流束截(jie)面B的位(wèi)置是不(bú)固定的(de),會随流(liú)體🙇🏻性質(zhì)💋和直徑(jing)比β=d/D變化(hua)而變化(huà),因此不(bú)可能取(qu)得最小(xiǎo)截面壓(ya)力,而隻(zhi)能取出(chu)固定取(qu)壓位置(zhi)處的壓(ya)力差ΔP=P1-P2,又(you)因爲d2,A2無(wú)法測量(liàng),故用節(jie)流元件(jiàn)開孔直(zhí)徑d和開(kai)孔面積(ji)A0代替。
節(jie)流元件(jian)的型式(shi)、取壓方(fang)式、節流(liu)裝置開(kai)孔直徑(jìng)、管🔞道直(zhi)徑和流(liu)體的流(liu)動狀态(tai)都會影(yǐng)響α。
2.4改善(shan)措施與(yu)應用領(ling)域
由于(yu)差壓式(shì)流量計(jì)具有結(jié)構簡單(dān)、價格合(he)理、使用(yòng)方💰便的(de)優點,許(xu)多人都(dōu)喜歡使(shi)用。但是(shì)在現場(chǎng)實際應(yīng)用中,往(wǎng)往有較(jiào)大🌈的測(ce)量誤差(cha),這是由(you)于選型(xíng)、設計計(jì)算🚶、加工(gōng)制造和(hé)維護不(bu)當🌈造成(cheng)的💋。針對(duì)這些狀(zhuang)㊙️況給出(chū)了一些(xie)改善🐇措(cuo)施,提高(gao)測量正(zheng)确⛹🏻♀️度。
2.4.1使(shi)用标準(zhǔn)孔闆
标(biao)準孔闆(pan)的β=d/D在0.2~0.75左(zuo)右。爲了(le)方便計(ji)算可取(qu)0.5。但是由(you)于标準(zhǔn)📧孔闆測(cè)量精度(dù)低,壓力(lì)損失大(dà),隻用于(yú)清潔流(liu)體。
2.4.2節流(liu)裝置的(de)設計和(he)計算。
(1)已(yi)知管内(nei)直徑和(he)現場布(bu)置情況(kuàng),并且已(yi)知流體(tǐ)的性🏃🏻♂️質(zhì)✌️和工👣作(zuo)參數,給(gěi)出流量(liang)測量範(fan)圍,要求(qiu)設計标(biao)準節☔流(liu)裝💘置。這(zhè)種情況(kuang)下的設(shè)計隻要(yào)将自己(jǐ)選擇的(de)節流型(xing)式,測量(liang)範圍還(hai)有節😄流(liú)元件的(de)開孔尺(chǐ)寸等交(jiao)給廠家(jiā)。廠家有(yǒu)完整的(de)手冊和(hé)軟件,可(ke)以按照(zhào)用戶的(de)要求提(ti)供。
(2)已知(zhī)管道内(nèi)徑和節(jiē)流元件(jiàn)開孔尺(chi)寸、取壓(yā)方式、被(bei)測流體(ti)參數等(deng)必要條(tiao)件。要求(qiu)根據所(suǒ)測得的(de)差壓值(zhi)計算流(liu)量。這☁️一(yi)般是實(shi)🏃♂️驗的工(gong)作需要(yào),爲了更(gèng)加正确(que)地求得(de)流量,此(ci)時需要(yào)我們同(tong)時正确(què)地測量(liang)流體的(de)溫度、壓(yā)力參數(shù)。
3結論
在(zài)實際生(sheng)活中差(cha)壓式流(liu)量計的(de)優點明(míng)顯,現在(zài)市🈲場上(shang)所使📞用(yong)的流量(liang)檢測裝(zhuāng)置大部(bù)分都是(shì)差壓式(shi)流量計(ji)。孔闆節(jiē)🏃流式流(liu)量計作(zuo)爲其中(zhong)的代表(biǎo)應用廣(guǎng)泛。在長(zhang)期的😘使(shǐ)用中手(shǒu)冊數據(jù)資料齊(qí)全,對我(wǒ)們而言(yan)是十📞分(fèn)有利的(de)。我們隻(zhi)要按照(zhào)标準🏃來(lai)确定自(zi)己的參(can)數大小(xiao)。按照計(ji)算方便(bian)和加工(gong)容易的(de)考慮。
開(kai)孔尺寸(cùn)、工作參(can)數等要(yào)求。按照(zhao)這種方(fāng)法,用戶(hu)可以❤️自(zi)己🛀簡單(dān)準确計(jì)算出自(zi)己生産(chan)中所需(xū)的測量(liang)裝置;而(er)在實驗(yàn)工作中(zhong),要求數(shù)據的更(gèng)加正确(què)和嚴謹(jin),往往一(yi)個數✨據(ju)會保留(liú)到小數(shu)點後面(miàn)幾位,這(zhe)樣在計(ji)算時如(rú)果出現(xiàn)平方開(kai)根号現(xiàn)象會使(shi)得結果(guǒ)更加複(fu)雜,導😍緻(zhì)制作加(jiā)工難度(du)的上升(sheng)。如果合(hé)理取值(zhí)後計算(suan)結果十(shi)分方便(biàn),對于計(ji)算加工(gong)都是有(you)幫助的(de)。這樣對(dui)于裝置(zhi)可以更(gèng)加合理(li)✍️,生産力(lì)有了更(geng)大的提(tí)高。
相信(xin)在未來(lái)孔闆節(jie)流式流(liú)量計會(huì)有更大(da)的發展(zhan)和改善(shan),會有一(yi)批節流(liú)式流量(liàng)計的出(chū)現投入(ru)到更廣(guǎng)更深的(de)市場✔️運(yun)用中去(qù)。
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