山東耐磨陶瓷管風量丈量的(de)幾種辦(ban)法(fa),比較了各(ge)自優缺點(dian),引(yin)薦了運用場合(he)。文(wen)中重點(dian)介紹(shao)了機翼流(liu)量計。
耐磨陶瓷管中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)流量(liang)(liang)丈量(liang)(liang)近年來已遍及引起人們的(de)注(zhu)重,并(bing)認真(zhen)地著手處(chu)理(li)。不少(shao)企業(ye)為(wei)節約場地,便于(yu)裝(zhuang)置,在管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)中(zhong)(zhong)(zhong)流體(ti)壓力不大(da)的(de)狀況下,常選用矩形管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)貼壁裝(zhuang)置,如火(huo)電廠(chang)進(jin)風(feng)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)、大(da)型通風(feng)體(ti)系,選用邊長達2~3m的(de)矩形管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)已屢見不鮮。這種管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)流量(liang)(liang)丈量(liang)(liang)有一些特別(bie)問題,不能照搬圓管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)丈量(liang)(liang)辦(ban)法和外表,而中(zhong)(zhong)(zhong)又罕見介紹。前二年,筆者(zhe)為(wei)處(chu)理(li)某(mou)工程的(de)這個問題,進(jin)行了探(tan)究,規劃、制作了二臺(tai)機翼流量(liang)(liang)計(ji),并(bing)一次(ci)調試、投運成功。
1流(liu)(liu)體在矩形管(guan)道中的(de)活(huo)動(dong)特點早在1926年,Nikuradse就對流(liu)(liu)體在矩形管(guan)道中的(de)活(huo)動(dong)進行了(le)測驗,其等速線如所(suo)示。顯示出不同于圓管(guan)中的(de)同心圓等速線,并且(qie)發(fa)現(xian)有二次(ci)流(liu)(liu)。
二次流從本質上(shang)來看,是在(zai)紊流條件(jian)下,在(zai)管道橫截(jie)面上(shang),有垂直于軸(zhou)向的(de)法(fa)向活動,它與軸(zhou)向活動疊加后構(gou)成(cheng)二次流,也(ye)可稱為渦流。由于層流不存在(zai)法(fa)向活動,所以在(zai)層流條件(jian)下不可能發作二次流。
1964年(nian),Brundrett及Baines又對(dui)矩(ju)形(xing)潤滑管及粗(cu)糙管中的(de)(de)(de)活(huo)動進行了(le)測驗。他們(men)以為矩(ju)形(xing)管道中的(de)(de)(de)二次流(liu)(liu)是(shi)由橫截面(mian)上的(de)(de)(de)雷諾力所引起(qi)的(de)(de)(de),而(er)起(qi)首要效果的(de)(de)(de)是(shi)法(fa)向應(ying)力強度,這(zhe)是(shi)一種(zhong)非等熵活(huo)動,紊流(liu)(liu)運動是(shi)構成二次流(liu)(liu)的(de)(de)(de)根底。1973年(nian)Landei和(he)Ying選用分析辦法(fa)描述了(le)這(zhe)種(zhong)雜亂的(de)(de)(de)活(huo)動。他們(men)證明了(le)二次流(liu)(liu)有(you)使壁面(mian)應(ying)力均勻化的(de)(de)(de)趨勢(shi),并(bing)指出二次流(liu)(liu)將改動沖(chong)突因(yin)子(zi)的(de)(de)(de)巨細,其幅度約為±10%.長(chang)期(qi)以來(lai)(lai),人們(men)對(dui)這(zhe)種(zhong)活(huo)動的(de)(de)(de)研討(tao)側重在對(dui)阻力的(de)(de)(de)影響(xiang),很少觸及流(liu)(liu)量的(de)(de)(de)丈量,近年(nian)來(lai)(lai)才(cai)有(you)所考慮,有(you)關論說(shuo)拜(bai)見(jian)。

也曾有人(ren)妄圖只測矩形管(guan)道(dao)軸(zhou)向的壓(ya)力(li)梯度dp/d,來(lai)處理(li)流(liu)(liu)量(liang)丈量(liang)問(wen)題,其(qi)公式為1/2高度;為流(liu)(liu)體動力(li)粘性(xing)系數;dPl/ck為無(wu)量(liang)綱軸(zhou)向壓(ya)力(li)梯度。
這(zhe)種辦法至今還未傳聞運用到實(shi)踐工(gong)程(cheng)中,問題在于這(zhe)個計算公(gong)式是否(fou)切當地描(miao)述了實(shi)踐的活(huo)動狀(zhuang)況,是否(fou)可(ke)精確斷定(ding)邊界條件。這(zhe)些(xie)還有待于實(shi)踐證明。
2常(chang)用(yong)辦法(fa)(fa)下面(mian)介紹丈量(liang)矩(ju)形(xing)大管道流量(liang)的三種常(chang)用(yong)辦法(fa)(fa),雖各有所長,但(dan)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(zhe)種辦法(fa)的(de)長(chang)處是不(bu)受管道巨細(xi)的(de)約束,并(bing)且也還精確、牢靠;不(bu)足之(zhi)處是斷定一個流量(liang)值要測20多點(dian)的(de)流速(su),丈量(liang)非常繁瑣,因而(er)簡直不(bu)太可(ke)能運用于工業現場(chang)上,但卻可(ke)做為(wei)一種最(zui)基本、最(zui)實踐(jian)的(de)校驗辦法(fa)。
此(ci)處要(yao)闡明的(de)是,在(zai)(zai)國際標準中,這(zhe)種(zhong)辦法引薦(jian)(jian)的(de)流(liu)(liu)速(su)計是NPL型皮(pi)(pi)保(bao)管(guan)(guan),它(ta)雖精(jing)確但對流(liu)(liu)向比較靈敏,當(dang)流(liu)(liu)向違(wei)背軸(zhou)向超越(yue)(yue)10時,就將引起1%以上(shang)的(de)差(cha)錯。在(zai)(zai)圓管(guan)(guan)中運用(yong)多屬位流(liu)(liu)不(bu)成問題,但用(yong)于矩(ju)形管(guan)(guan)道則應另當(dang)別論(lun)。因在(zai)(zai)矩(ju)形管(guan)(guan)道中不(bu)可避(bi)免(mian)地(di)會存在(zai)(zai)二次流(liu)(liu),流(liu)(liu)向違(wei)背超越(yue)(yue)±10則習以為(wei)常,仍(reng)(reng)用(yong)NPL型皮(pi)(pi)保(bao)管(guan)(guan),難保(bao)必要(yao)的(de)精(jing)確度。為(wei)此(ci),筆(bi)者引薦(jian)(jian)一(yi)種(zhong)帶導流(liu)(liu)進口的(de)特別皮(pi)(pi)保(bao)管(guan)(guan),它(ta)在(zai)(zai)流(liu)(liu)向違(wei)背軸(zhou)線±40.以內時,仍(reng)(reng)可堅持1%的(de)精(jing)確度。
2.2刺進(jin)法2.2.1點(dian)速(su)法點(dian)速(su)法是(shi)經過丈量(liang)管道中(zhong)某一點(dian)的(de)流(liu)速(su)來計算(suan)流(liu)量(liang)的(de)辦(ban)法。這種辦(ban)法簡(jian)略易行,但精確度很低(di),在(zai)工業現場多(duo)用(yong)于(yu)監測,很少用(yong)于(yu)計量(liang)。
原則(ze)上,選用這種(zhong)辦法一般流速計均可(ke)測(ce)流量。
現(xian)在(zai)所用(yong)的(de)(de)有(you)刺進式渦輪流(liu)(liu)量(liang)計、插人式渦街流(liu)(liu)量(liang)計、皮(pi)(pi)(pi)托一文丘利管等等。筆者在(zai)此特別引薦皮(pi)(pi)(pi)托一文丘利管,它(ta)結構簡略,作業牢靠(kao),可(ke)輸出比皮(pi)(pi)(pi)保管大幾倍的(de)(de)差壓(ya)(ya)信號,且(qie)耐(nai)高溫(wen)及可(ke)作業在(zai)較前二者更(geng)為(wei)惡劣的(de)(de)現(xian)場,在(zai)火電廠及冶金、鋼鐵行業曾風(feng)行一時。要注意的(de)(de)是,其速度-差壓(ya)(ya)特性(xing)重復性(xing)差,每(mei)支(zhi)均(jun)需在(zai)風(feng)洞中校驗(yan)后才好運用(yong)。
2.2.2線速(su)(su)法(fa)線速(su)(su)法(fa)是指一(yi)次(ci)丈(zhang)(zhang)量(liang)沿一(yi)向(xiang)線上多點(dian)流速(su)(su)的(de)歸(gui)納值(zhi)來(lai)斷定流量(liang),較點(dian)速(su)(su)法(fa)精(jing)確,且(qie)裝(zhuang)置(zhi)條件也優于點(dian)速(su)(su)法(fa),國內(nei)外(wai)常選用均速(su)(su)管(guan)。它(ta)的(de)結(jie)構簡略,作業牢(lao)靠,便于裝(zhuang)置(zhi),較適用于矩形管(guan)道各種狀況的(de)風量(liang)丈(zhang)(zhang)量(liang),其裝(zhuang)置(zhi)方位(wei)如(ru)所示。


