山東耐磨陶瓷管風(feng)量(liang)丈量(liang)的幾(ji)種(zhong)辦法,比較了各自優缺(que)點,引薦(jian)了運用場(chang)合。文中(zhong)重點介紹了機翼(yi)流量(liang)計。
耐磨陶瓷管中的(de)流量(liang)(liang)丈(zhang)量(liang)(liang)近年(nian)來已(yi)遍及引(yin)起人(ren)們的(de)注重(zhong),并認真地著手處(chu)(chu)理。不(bu)少企業為節約場地,便(bian)于裝置,在管(guan)道(dao)中流體(ti)壓力不(bu)大(da)的(de)狀況下,常選用矩(ju)形管(guan)道(dao)貼(tie)壁裝置,如(ru)火電(dian)廠(chang)進風管(guan)道(dao)、大(da)型通風體(ti)系(xi),選用邊長(chang)達(da)2~3m的(de)矩(ju)形管(guan)道(dao)已(yi)屢見(jian)不(bu)鮮(xian)。這種(zhong)管(guan)道(dao)中的(de)流量(liang)(liang)丈(zhang)量(liang)(liang)有一(yi)些特(te)別(bie)問題,不(bu)能(neng)照搬圓管(guan)中的(de)丈(zhang)量(liang)(liang)辦法和外表,而中又罕見(jian)介紹(shao)。前二(er)年(nian),筆(bi)者為處(chu)(chu)理某工程的(de)這個(ge)問題,進行(xing)了(le)探究,規劃、制(zhi)作了(le)二(er)臺機翼(yi)流量(liang)(liang)計,并一(yi)次(ci)調試、投運(yun)成(cheng)功。
1流體(ti)在(zai)矩形管(guan)道(dao)中(zhong)的(de)活動特點早在(zai)1926年,Nikuradse就對(dui)流體(ti)在(zai)矩形管(guan)道(dao)中(zhong)的(de)活動進行了(le)測驗,其等(deng)速(su)線(xian)如所示。顯示出不同于圓管(guan)中(zhong)的(de)同心圓等(deng)速(su)線(xian),并且發現有二(er)次流。
二次(ci)流(liu)(liu)(liu)從本質上來看,是(shi)在(zai)紊流(liu)(liu)(liu)條件下(xia),在(zai)管道橫截面上,有垂直于軸向(xiang)的法向(xiang)活(huo)動(dong),它與軸向(xiang)活(huo)動(dong)疊(die)加(jia)后構成(cheng)二次(ci)流(liu)(liu)(liu),也可稱為渦流(liu)(liu)(liu)。由于層流(liu)(liu)(liu)不存在(zai)法向(xiang)活(huo)動(dong),所以在(zai)層流(liu)(liu)(liu)條件下(xia)不可能發作二次(ci)流(liu)(liu)(liu)。
1964年(nian),Brundrett及Baines又對矩形潤(run)滑管(guan)及粗糙管(guan)中(zhong)的(de)(de)活(huo)動(dong)(dong)進行了測(ce)驗。他(ta)們以(yi)為(wei)(wei)矩形管(guan)道(dao)中(zhong)的(de)(de)二次(ci)(ci)(ci)流(liu)(liu)是由橫截(jie)面上的(de)(de)雷諾力(li)所引起的(de)(de),而起首要效果(guo)的(de)(de)是法向應力(li)強度(du),這是一種(zhong)非(fei)等熵活(huo)動(dong)(dong),紊流(liu)(liu)運動(dong)(dong)是構成二次(ci)(ci)(ci)流(liu)(liu)的(de)(de)根(gen)底。1973年(nian)Landei和Ying選(xuan)用(yong)分(fen)析(xi)辦法描述了這種(zhong)雜(za)亂的(de)(de)活(huo)動(dong)(dong)。他(ta)們證明了二次(ci)(ci)(ci)流(liu)(liu)有使壁(bi)面應力(li)均勻化的(de)(de)趨(qu)勢(shi),并(bing)指出二次(ci)(ci)(ci)流(liu)(liu)將改動(dong)(dong)沖突因子的(de)(de)巨細,其幅度(du)約為(wei)(wei)±10%.長期(qi)以(yi)來(lai),人們對這種(zhong)活(huo)動(dong)(dong)的(de)(de)研討(tao)側重在對阻力(li)的(de)(de)影響,很(hen)少觸(chu)及流(liu)(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)丈量(liang)(liang),近年(nian)來(lai)才有所考(kao)慮,有關(guan)論說拜見。
也曾有人妄圖只測矩形(xing)管道(dao)軸向(xiang)的壓力梯(ti)度(du)dp/d,來(lai)處理流量丈量問題,其公式為1/2高度(du);為流體動力粘性系(xi)數;dPl/ck為無量綱軸向(xiang)壓力梯(ti)度(du)。
這(zhe)種辦法(fa)至今還(huan)未傳聞運用到實(shi)踐(jian)工程中,問題在于這(zhe)個計算公式是否切(qie)當地描(miao)述了實(shi)踐(jian)的活動狀況,是否可精(jing)確斷定邊界條件(jian)。這(zhe)些還(huan)有待于實(shi)踐(jian)證明。
2常用辦法(fa)下面介紹丈(zhang)量(liang)矩形大管道(dao)流量(liang)的三(san)種常用辦法(fa),雖各有所(suo)長,但均(jun)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(zhong)辦法的(de)(de)長處是(shi)不受管道巨細的(de)(de)約束,并且也還(huan)精確(que)、牢靠;不足之(zhi)處是(shi)斷定一個流量值要測20多點的(de)(de)流速,丈量非常繁瑣,因(yin)而簡(jian)直不太可(ke)能運用(yong)于工業現場上,但卻(que)可(ke)做為(wei)一種(zhong)最(zui)基本(ben)、最(zui)實踐的(de)(de)校驗辦法。
此(ci)處要闡明(ming)的(de)是(shi)(shi),在(zai)國(guo)際標準中,這種辦法引(yin)薦的(de)流(liu)(liu)速計是(shi)(shi)NPL型(xing)皮保(bao)管,它雖精(jing)確(que)但對流(liu)(liu)向比較靈敏,當流(liu)(liu)向違背軸(zhou)(zhou)向超越(yue)(yue)10時(shi),就將(jiang)引(yin)起(qi)1%以(yi)上的(de)差錯。在(zai)圓管中運用多屬位流(liu)(liu)不成問題,但用于矩(ju)形(xing)管道則應另當別論。因在(zai)矩(ju)形(xing)管道中不可避免地會(hui)存在(zai)二次流(liu)(liu),流(liu)(liu)向違背超越(yue)(yue)±10則習以(yi)為(wei)常(chang),仍用NPL型(xing)皮保(bao)管,難保(bao)必要的(de)精(jing)確(que)度。為(wei)此(ci),筆(bi)者(zhe)引(yin)薦一(yi)種帶導流(liu)(liu)進口的(de)特(te)別皮保(bao)管,它在(zai)流(liu)(liu)向違背軸(zhou)(zhou)線±40.以(yi)內(nei)時(shi),仍可堅持1%的(de)精(jing)確(que)度。
2.2刺進法(fa)2.2.1點速法(fa)點速法(fa)是(shi)經過丈(zhang)量(liang)管(guan)道中某一點的(de)流速來計(ji)算(suan)流量(liang)的(de)辦(ban)法(fa)。這(zhe)種(zhong)辦(ban)法(fa)簡(jian)略(lve)易行,但精確度很(hen)低,在(zai)工業現場多用(yong)于(yu)監測,很(hen)少用(yong)于(yu)計(ji)量(liang)。
原則(ze)上,選用這種辦法一般流速計均可(ke)測流量。
現在(zai)(zai)所(suo)用(yong)的(de)(de)有刺進式渦輪(lun)流量計、插(cha)人(ren)式渦街(jie)流量計、皮托(tuo)一(yi)文(wen)(wen)丘利管等(deng)等(deng)。筆者(zhe)在(zai)(zai)此(ci)特別引薦(jian)皮托(tuo)一(yi)文(wen)(wen)丘利管,它結構簡略,作業(ye)(ye)牢靠,可輸(shu)出比皮保管大(da)幾倍的(de)(de)差(cha)壓(ya)信號,且耐高溫及可作業(ye)(ye)在(zai)(zai)較前(qian)二者(zhe)更為(wei)惡劣的(de)(de)現場,在(zai)(zai)火(huo)電廠及冶金、鋼鐵行業(ye)(ye)曾風行一(yi)時。要(yao)注意的(de)(de)是,其速度-差(cha)壓(ya)特性(xing)重復性(xing)差(cha),每支(zhi)均需在(zai)(zai)風洞中校驗(yan)后才好運用(yong)。
2.2.2線速(su)(su)(su)法(fa)(fa)線速(su)(su)(su)法(fa)(fa)是指一次丈量沿一向線上多點(dian)流速(su)(su)(su)的(de)(de)歸(gui)納(na)值來斷定流量,較點(dian)速(su)(su)(su)法(fa)(fa)精確,且裝置(zhi)條件也優于點(dian)速(su)(su)(su)法(fa)(fa),國內外常選用(yong)均速(su)(su)(su)管。它的(de)(de)結構(gou)簡略,作業牢靠(kao),便于裝置(zhi),較適用(yong)于矩形管道各(ge)種(zhong)狀況的(de)(de)風量丈量,其裝置(zhi)方位(wei)如(ru)所示(shi)。