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矩形大管道的風(fēng)量測(cè)量
文章來源:本站收集  上傳時(shí)間:2018-6-25  瀏覽量:3097
  決矩形大管道風(fēng)量測(cè)量的幾種方法,比較了各自優(yōu)缺點(diǎn),舉薦了運(yùn)用場(chǎng)合。文中關(guān)鍵介紹了機(jī)翼流量計(jì)。

    大型管道中的流量測(cè)量近年來已廣泛引起人們的重視,并認(rèn)真地著手處理。不少企業(yè)為節(jié)約場(chǎng)所,便于設(shè)備,在管道中流體壓力不大的情況下,常選用矩形管道貼壁設(shè)備,如火電廠進(jìn)風(fēng)管道、大型通風(fēng)系統(tǒng),選用邊長(zhǎng)達(dá)2~3m的矩形管道已層出不窮。這種管道中的流量測(cè)量有一些特別問題,不能照搬圓管中的測(cè)量方法和儀表,而中又稀有介紹。前二年,筆者為處理某工程的這個(gè)問題,進(jìn)行了探求,規(guī)劃、制造了二臺(tái)機(jī)翼流量計(jì),并一次調(diào)試、投運(yùn)成功。

    1流體在矩形管道中的活動(dòng)特征早在1926年,Nikuradse就對(duì)流體在矩形管道中的活動(dòng)進(jìn)行了檢驗(yàn),其等速線如所示。它顯示出不同于圓管中的同心圓等速線,而且發(fā)現(xiàn)有二次流。

    二次流從本質(zhì)上來看,是在紊流條件下,在管道橫截面上,有垂直于軸向的法向活動(dòng),它與軸向活動(dòng)疊加后構(gòu)成二次流,也可稱為渦流。由于層流不存在法向活動(dòng),所以在層流條件下不可能發(fā)作二次流。

   ?。茖W(xué)技術(shù)服務(wù)中心,1964年,Brundrett及Baines又對(duì)矩形光滑管及粗糙管中的活動(dòng)進(jìn)行了檢驗(yàn)。他們認(rèn)為矩形管道中的二次流是由橫截面上的雷諾力所引起的,而起首要作用的是法向應(yīng)力強(qiáng)度,這是一種非等熵活動(dòng),紊流運(yùn)動(dòng)是構(gòu)成二次流的基礎(chǔ)。1973年Landei和Ying選用分析方法描繪了這種雜亂的活動(dòng)。他們證明了二次流有使壁面應(yīng)力均勻化的趨勢(shì),并指出二次流將改動(dòng)抵觸因子的大小,其起伏約為±10%.長(zhǎng)期以來,人們對(duì)這種活動(dòng)的研討偏重在對(duì)阻力的影響,很少涉及流量的測(cè)量,近年來才有所考慮,有關(guān)論說拜見。

    也曾有人試圖只測(cè)矩形管道軸向的壓力梯度dp/d,來處理流量測(cè)量問題,其公式為1/2高度;為流體動(dòng)力粘性系數(shù);dPl/ck為無量綱軸向壓力梯度。

    這種方法至今還未傳聞運(yùn)用到實(shí)踐工程中,問題在于這個(gè)核算公式是否切當(dāng)?shù)孛枥L了實(shí)踐的活動(dòng)情況,是否可準(zhǔn)確判定邊界條件。這些還有待于實(shí)踐證明。

    2常用方法下面介紹測(cè)量矩形大管道流量的三種常用方法,雖各有所長(zhǎng),但均不盡人意。

    2.1速度面積法這是一種經(jīng)典的測(cè)量方法,早已有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)能夠遵循(IS03966,IS07194)。這種方法的長(zhǎng)處是不受管道大小的束縛,而且也還準(zhǔn)確、可靠;不足之處是判定一個(gè)流量值要測(cè)20多點(diǎn)的流速,測(cè)量非常繁瑣,因此簡(jiǎn)直不太可能運(yùn)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)上,但卻可做為一種最基本、最實(shí)踐的校驗(yàn)方法。

    此處要說明的是,在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中,這種方法舉薦的流速計(jì)是NPL型皮保管,它雖準(zhǔn)確但對(duì)流向比較靈敏,當(dāng)流向違反軸向逾越10時(shí),就將引起1%以上的過失。在圓管中運(yùn)用多屬位流不成問題,但用于矩形管道則應(yīng)另當(dāng)別論。因在矩形管道中不可防止地會(huì)存在二次流,流向違反逾越±10則習(xí)認(rèn)為常,仍用NPL型皮保管,難保必要的準(zhǔn)確度。為此,筆者舉薦一種帶導(dǎo)流進(jìn)口的特別皮保管,它在流向違反軸線±40.以內(nèi)時(shí),仍可堅(jiān)持1%的準(zhǔn)確度。

    2.2刺進(jìn)法2.2.1點(diǎn)速法點(diǎn)速法是通過測(cè)量管道中某一點(diǎn)的流速來核算流量的方法。這種方法簡(jiǎn)略易行,但準(zhǔn)確度很低,在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多用于監(jiān)測(cè),很少用于計(jì)量。

    原則上,選用這種方法一般流速計(jì)均可測(cè)流量。

    現(xiàn)在所用的有刺進(jìn)式渦輪流量計(jì)、插人式渦街流量計(jì)、皮托一文丘利管等等。筆者在此特別舉薦皮托一文丘利管,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略,作業(yè)可靠,可輸出比皮保管大幾倍的差壓信號(hào),且耐高溫及可作業(yè)在較前二者更為惡劣的現(xiàn)場(chǎng),在火電廠及冶金、鋼鐵行業(yè)曾風(fēng)靡一時(shí)。要注意的是,其速度-差壓特性重復(fù)性差,每支均需在風(fēng)洞中校驗(yàn)后才好運(yùn)用。

    2.2.2線速法線速法是指一次測(cè)量沿一貫線上多點(diǎn)流速的概括值來判定流量,較點(diǎn)速法準(zhǔn)確,且設(shè)備條件也優(yōu)于點(diǎn)速法,國(guó)內(nèi)外常選用均速管。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略,作業(yè)可靠,便于設(shè)備,較適用于矩形管道各種情況的風(fēng)量測(cè)量,其設(shè)備方位如所示。

    均速管在矩形管道中運(yùn)用時(shí),其流量核算公式與圓管類似,不同之處是在核算橫截面積及便于選用流量系數(shù)K時(shí)引證了當(dāng)量直徑與矩形橫截面寬6與高/1的聯(lián)絡(luò)為這樣處理僅為權(quán)宜之計(jì),特別是當(dāng)矩形截面的寬6與高h(yuǎn)相差較大時(shí),會(huì)有較大的過失。

    2.3彎管流計(jì)(見這種方法已運(yùn)用了幾十年,是一種較老到的測(cè)量方法,只是輸出差壓太小,測(cè)量精度也不高。在選用矩形管道時(shí),由于工藝布局的需求,可常見有矩形彎頭,假設(shè)順?biāo)浦奂右赃\(yùn)用,倒也是一種可考慮的方法。

    否則,在直管道中故意參與一個(gè)90彎管流量計(jì)則就大可不必了。

    3機(jī)翼流量計(jì)3.1原理測(cè)量矩形管道中的流量,早期曾選用過矩形文丘利管。為防止氣流在擴(kuò)張段分別,增大壓損,后擴(kuò)張角一般不得逾越1p~12,因此文丘利管很長(zhǎng),給設(shè)備與運(yùn)送帶來不方便。假設(shè)在矩形通道中設(shè)備一至數(shù)個(gè)機(jī)翼(見),則既可能將每個(gè)分別角控制在10~12°,又縮短了整個(gè)長(zhǎng)度,使結(jié)構(gòu)緊湊,便于設(shè)備、運(yùn)送。

    從原理上來看,機(jī)翼流量計(jì)選用的仍是節(jié)約,使氣流加速、降壓,通過測(cè)差壓來判定流量的大小,因此,它仍是一種節(jié)約設(shè)備。但機(jī)翼流量進(jìn)口部分有導(dǎo)流作用,在氣體加速的過程中,可緩解氣流的橫向活動(dòng),減小渦流的標(biāo)準(zhǔn),所以它對(duì)進(jìn)口直管道的長(zhǎng)度要求不象機(jī)翼流量計(jì)原理圖一般節(jié)約設(shè)備那么苛刻,約僅需3倍當(dāng)量直徑的長(zhǎng)度,這一點(diǎn)對(duì)矩形大管道特別具有實(shí)用價(jià)值。

    3.2核算公式一般流經(jīng)機(jī)翼流量計(jì)的氣流速度不會(huì)逾越30m/s,故可按不可壓流處理,流體的密度p可視為常數(shù),公工推導(dǎo)以柏努利方程及連續(xù)方程為基礎(chǔ)(推導(dǎo)從略),核算公式為輸出差壓,pa;yv為常數(shù),取決式(2)各參數(shù)的單位,此處為5.09x103;K為流量系數(shù),一般在0.95~0.99之間;a為阻塞比,界說為m=42/禹;七為流量計(jì)喉部最小通道面積,m2;山為流量計(jì)進(jìn)口截面積,m2.在規(guī)劃?rùn)C(jī)翼流量計(jì)時(shí),往往是已知流量9及進(jìn)口截面積木,由此來選定差壓Ap及阻塞比a二個(gè)參數(shù)。核算時(shí)要先給定其間一個(gè)參數(shù)來求另一個(gè)參數(shù)。筆者建議選定阻塞比a時(shí)以0.3~0.5之間為宜;a值選得太小,過于阻塞則壓力丟掉太大,影響管道中的正常活動(dòng);選得太大,節(jié)約作用不明顯,輸出差壓又太小,難以選用差壓變送器。差壓Ap值建議不要小于400Pa,上限則無束縛。

    3.3結(jié)構(gòu)機(jī)翼流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如所示。

    機(jī)翼型面型面的曲線由三段組成:前緣為一個(gè)曲率半徑為25的圓弧(或直接選用一根衫0的圓管);中段曲線為二次方程y2=c(c為常數(shù))所描繪;后緣為便于加工選用直線,三段滑潤(rùn)相接,不容許有拐點(diǎn)。

    總、靜壓孔方位在每個(gè)機(jī)翼前緣正對(duì)流向有一組總壓孔,各孔相距0.2~0.3m,將所測(cè)得的總壓集合在位于前緣的總壓匯管中,再將每個(gè)匯管中的總壓均值接至位于機(jī)翼流量計(jì)外殼上的總壓集氣管,通過儀表閥門,接至差壓變送器篼壓端。

    在機(jī)翼最高點(diǎn),也就是通道最窄處的機(jī)翼表面有一組靜壓孔(如考慮到流體的運(yùn)動(dòng)慣性,對(duì)流體而言,最窄通道應(yīng)處于結(jié)構(gòu)最窄處下流約1公分處)。各靜壓孔的距離為0.1~02m,將所測(cè)得的靜壓集合在由截面50mmx60mm的方槽靜壓匯管中(見)。每個(gè)靜壓匯管收集的靜壓再接到位于流量計(jì)外殼上的靜壓集氣管,通過儀表閥門接到差壓變送器低壓端。

    總、靜壓孔徑總壓孔徑為2~3mm;靜壓孔徑為1~2mm.一般來說,靜壓孔應(yīng)為機(jī)翼板厚的1/2.靜壓孔不容許有倒角,邊際光滑不得有毛刺、焊渣。而總壓孔前緣可容許有90>~120P內(nèi)倒角,甚至為加強(qiáng)導(dǎo)流作用,設(shè)備導(dǎo)流套管。

    人孔為便于檢修、校驗(yàn),在機(jī)翼流量計(jì)進(jìn)口前方約1處,應(yīng)安排一個(gè)0.6mx0.6m的人孔。

    這兒要說明二個(gè)問題。其一是為什么要用方槽靜壓匯管。原則上講,只需在機(jī)翼中靜壓排孔設(shè)備一個(gè)隔板,將總、靜壓分別隔也是可行的。但這就要求加工機(jī)翼時(shí)全部焊縫應(yīng)必定密封,不得漏氣,否則測(cè)不到真實(shí)的靜壓。其次由于機(jī)翼的后內(nèi)腔容積很大,而靜壓孔又僅為1~2mm,要達(dá)到安穩(wěn)的靜壓值需求較長(zhǎng)的時(shí)間,流;1計(jì)時(shí)間常數(shù)太大。因此,從改善加工條件,改善測(cè)控系統(tǒng)功用啟航,選用容積較小,易于加工的靜壓匯管是有必要的。其二是假設(shè)機(jī)翼流量計(jì)處于進(jìn)風(fēng)管道進(jìn)口,在進(jìn)口處應(yīng)考慮設(shè)備有導(dǎo)流作用的喇叭口,喇叭口呈弧形,視點(diǎn)以45°~60為宜,在這種情況下,由于流量計(jì)距進(jìn)口較近,可疏忽壓損,大氣壓力可視為總壓,差壓變送器高壓腔直接與大氣相通,省掉了總壓匯管及集氣管,簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。

    排污工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的氣體難免會(huì)含有一些粉塵,機(jī)翼流量計(jì)由于測(cè)壓孔較多,一般不易阻塞。在運(yùn)用較長(zhǎng)時(shí)間后,集氣管或測(cè)壓匯管因空腔較小,可能集聚較多的粉塵。如在匯管或集氣管的另一端設(shè)備一個(gè)排污球閥(或堵頭)通向大氣,守時(shí)翻開閥門(或堵頭),(下轉(zhuǎn)第16)3傳感器標(biāo)定效果傳感器在規(guī)劃設(shè)備調(diào)試結(jié)束之后,在計(jì)量部門進(jìn)行了標(biāo)定,為了與口徑為(425mm的電磁渦輪流量傳感器進(jìn)行比較,本文給出了與之口徑一起,軸承和渦輪轉(zhuǎn)子材料相同的光纖速度式渦輪流量傳感器的標(biāo)定效果。標(biāo)定程序嚴(yán)峻依照流量標(biāo)定規(guī)程進(jìn)行,標(biāo)定介質(zhì)為水,共進(jìn)行了三個(gè)來回行程。標(biāo)定效果見,其間a為辦-TV聯(lián)絡(luò)曲線,b為辦-A:聯(lián)絡(luò)曲線。

    由標(biāo)定效果可知:光纖速度式渦輪流量傳感器的可測(cè)量規(guī)劃為0.29-12.60m3/h,量程比為43:1,在標(biāo)守時(shí),由于標(biāo)定設(shè)備壓力不可,流量只能做到12.60m3/h,不可能再上升,否則,流量測(cè)量上限還有可能前進(jìn)。而相同口徑的電磁渦輪流量傳感器可測(cè)量規(guī)劃為1.19~12.24m3/h,量程比只需10:1,由此可見,光纖速度式流量傳感器的測(cè)量死區(qū)大為減小。

    經(jīng)對(duì)標(biāo)定效果進(jìn)行分析核算可知:傳感器在全量程規(guī)劃內(nèi)的線性過失為0.83%,該數(shù)值有些偏大,但其重復(fù)性過失僅為0.25%,因此,能夠很方便地運(yùn)用非線性修改的方法來減小線性過失。例如,選用三段線性插值方法,傳感器的線性過失就可減到0.30%.4結(jié)論光纖速度式渦輪流量傳感器具有測(cè)量重復(fù)性好,量程比大,抗電磁干擾能力強(qiáng)和安全可靠等一起的長(zhǎng)處,尤其是分別式光纖速度式渦輪流量傳感器,檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)不帶電,在低粘度燃油及可燃性氣體流量測(cè)量中是一種安全可靠的流量檢測(cè)儀器。
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2018-08

塑料給排水管企業(yè)亂象

塑料管材素來都因此耐腐蝕、強(qiáng)度高,可以或許耐高空下沉和地動(dòng),壽命至多為50年,應(yīng)用經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)處被人們承認(rèn),乃至到如今塑料管材曾經(jīng)成為建材行業(yè)的佼佼者,被譽(yù)為天下“新寵”,然則由于某種緣故原由,塑料管道行業(yè)也存在各種不標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境,上面咱們就例舉幾種比擬典型的企業(yè)亂象,以便消費(fèi)者在抉擇時(shí)能有所洞察,以市場(chǎng)來標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)的康健成長(zhǎng)。

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2018-08

PE管材特色及應(yīng)用范疇

20世紀(jì)90年月以來我國(guó)的合成樹脂財(cái)產(chǎn)蓬勃成長(zhǎng),產(chǎn)量和花費(fèi)不停堅(jiān)持著良好的增加勢(shì)頭。今朝,我國(guó)合成樹脂臨盆能力到達(dá)1000萬噸,列美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)以后,居天下前五位。然則,塑料管道所需的各類公用樹脂另有較大缺口,在我國(guó)固然PE和PP樹脂產(chǎn)量很大,但得當(dāng)做管材的樹脂未幾,尤其是得當(dāng)做都會(huì)供水、都會(huì)燃?xì)膺\(yùn)送用的PE管公用料和修建冷熱水用的PP-R公用料更少,還需入口必定數(shù)目的塑料管道公用樹脂。

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2016-06

建材知識(shí):家裝該如何選購(gòu)PVC管材?

在裝修鋪設(shè)電線時(shí),多數(shù)家庭都采用暗埋的走線方式。這種方式要用阻燃的PVC管,由于PVC管的價(jià)格要比普通管材每米貴五六元,不少業(yè)主購(gòu)買的套線管多是普通的塑料薄管,使用這種管材一旦電線漏電,不起防火作用。很多家庭裝修時(shí)大量使用木材、布藝等易燃物作為室內(nèi)的裝飾材料,往往使用時(shí)沒有經(jīng)過防火處理,把房間內(nèi)難看的電源開關(guān)

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2018-06

研究與應(yīng)用輸氣管道內(nèi)壁涂層技術(shù)是明智之舉

研討與fi用輸氣管道內(nèi)壁濂屋技能明智之舉權(quán)忠輿(中國(guó)石油天然氣管道科學(xué)研討院)權(quán)忠輿:研討與運(yùn)用輸氣管道內(nèi)壁涂層技能是明智之舉,油氣儲(chǔ)運(yùn),2000,19(9)的觀點(diǎn),從國(guó)外輸氣管道內(nèi)涂層的運(yùn)用概略、內(nèi)涂層的長(zhǎng)處與運(yùn)用效果、涂敷內(nèi)涂層的經(jīng)濟(jì)效益以及內(nèi)涂層的涂料品種和涂敷作業(yè)等方面做了較為翔實(shí)的介紹,以為在當(dāng)時(shí)建造西氣東輸管道的前期階段,

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2018-09

環(huán)保型塑料管材的發(fā)展概略及特點(diǎn)

環(huán)保型塑料給水管材作為鍍鋅管材的替代品,在規(guī)劃和使用過程中與傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管比較有著很大的不同,下面就環(huán)保型塑料管材在實(shí)踐使用過程中的使用情況談幾點(diǎn)領(lǐng)會(huì)。由于給水管材運(yùn)送的是飲用水,乃至是直飲水,因此其產(chǎn)品質(zhì)量合格與否,原料安穩(wěn)與否,將會(huì)直接影響人們的身體健康。鍍鋅鋼管在其生產(chǎn)工藝中,不可避免地含有鋅成分,

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2018年,如何確保行業(yè)持續(xù)向好?

“2018年,對(duì)鋼鐵行業(yè)而言,既充滿了應(yīng)戰(zhàn),又充滿了機(jī)會(huì),咱們以為機(jī)會(huì)大于應(yīng)戰(zhàn)。”11月24日,我國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)顧建國(guó)在第十三屆環(huán)渤海鋼鐵市場(chǎng)論壇暨2017年會(huì)上指出,“2018年應(yīng)該是我國(guó)鋼鐵行業(yè)在2016年走出低谷、2017年穩(wěn)中向好的基礎(chǔ)上繼續(xù)穩(wěn)固的一年?!北緦谜搲闹黝}是“供應(yīng)鏈形式立異+互聯(lián)網(wǎng),進(jìn)步鋼鐵行業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)功率”。

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2018-05

國(guó)家衛(wèi)生計(jì)生委辦公廳關(guān)于開展飲用水輸配水管材管件專項(xiàng)整治行動(dòng)的通知

近來,中央電視臺(tái)《焦點(diǎn)訪談》欄目曝光單個(gè)企業(yè)運(yùn)用回收廢料出產(chǎn)飲用水輸配水管材管件問題,社會(huì)影響惡劣。為進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)管,標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)出產(chǎn)運(yùn)營(yíng)行為,保證飲用水衛(wèi)生安全,保護(hù)人民群眾健康,我委決定于2014年2月-4月在全國(guó)范圍內(nèi)展開飲用水輸配水管材管件專項(xiàng)整治舉動(dòng),現(xiàn)將有關(guān)要求告訴如下:一、作業(yè)內(nèi)容.

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2018-09

pe管材連接技能使用

2000年以來,各地紛繁出資PE(聚乙烯)管,PE壓力管的出產(chǎn)能力在近3年內(nèi)新增加30萬噸以上。盡管這次新的出資起點(diǎn)較高、配套較好,全體表現(xiàn)出健康的氣勢(shì),但相關(guān)于出產(chǎn)能力的快速增長(zhǎng),PE管的使用推行和商場(chǎng)的開辟卻沒有跟上,因而,PE管出產(chǎn)企業(yè)要想打開聚乙烯管道商場(chǎng)并完成出資效益就不能只管出產(chǎn)能力的進(jìn)步或只留意制作技能的把握,
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