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均速管流量計分類

國內外逐漸推出了分離點確定的菱形截面檢測桿(國外稱鉆石Diamonr)以取代圓截面,那么均速管流量計分類有哪些?目前常用的有以下幾種:
 
均速管流量計分類
 
1、菱型—Ⅱ型
 
總壓、背壓檢測孔均采用2~4對,在高、低壓腔中平均后,分別引至差壓變送器高低壓端。美國DSI上世紀末期(1984年)推出的Probar產品(圖2C-1)由三個型材(一個菱形、二個三角形)組合成檢測桿。而德國的intra-automation公司于上世紀90年代推出了一體化結構(圖2C—2),稱為Itabar的產呂,檢測有內用隔板分為高低二個壓力腔,強度好,不易泄漏,且采用高強度耐熱鋼后,耐壓可達40Mpa,耐溫可達100℃。Probar及Itabar的檢測桿都采取了復合結構,可將溫度變送器插入檢測桿組成一體化智能質量流量計。
 
2、托巴管
 
由英國托巴(TFL)流量計公司,1985年推出,在圓形檢測桿,??出一個大角形,迫使流體在六角處分離,它與菱形—Ⅰ型早期采用過的忠壓引出管,實踐證明,不僅沒有什么優異的性能,反而增大易于堵塞的弊病,這種結構早被國內外生產廠商所淘汰。國內某廠推一種產品,亦稱托巴管,其實就是在每個總壓檢測孔上焊一個彈頭,檢測桿仍為圓形。它既沒有彈頭型控制附面號的優點,又保留了圓截面分離點不確定的缺點。匠心何在?難以理解!
 
3、菱形—Ⅰ型
 
由美國DSI公司1978年推出。由于均速管一般應使用在位流中,即管道橫截面積有橫向流動,背壓應相等,可以僅取一點背壓,用一根內徑約3毫米的細管引至變送器,但現場流體大多不夠潔凈,常有堵塞故障發生。目前國內仍有廠家生產,國外早已棄而不用。
 
4、彈頭型
 
1992年由美國Veris公司推出,稱為Verbar(威力巴)。
 
Verbar在其彈頭前端表面做了粗糙處理(X/Ks≈200),認為處理后可保證形成紊流附面層,提高測量準確度。附面層由層流轉變為紊流雖會影響準確度,但這種影響相對其他因素來說是微不足道的,而彈頭形及靜壓點的位置,卻使其輸出差壓相對其他類型均速管偏低不少,影響了它在低密度、低流速情況下的選用。
 
5、T型
 
T型結構正對流向2001年由美國DSI公司推出,有二排密集的總壓檢測孔(直徑約2mm)或取壓槽,背流回一測采用了二排背壓孔。認為這樣的設計可獲得“更多”的速度分布,有利于提高準確度。其實總壓孔即或是密集到變成了槽口,也只能測管道中某一直徑方向的流速。而在直管道不夠長,直徑方向上的流速頒不足以反映整個截面時,這種設計毫無意義。用槽口代替總壓孔,在幾十年前就出現過,并未推行說明沒有實用價值,其次,采用較小的總壓孔(或槽)卻易于堵塞。事實上并非廠商所說T形檢測桿正前方形成了高壓區,粉塵不易進入。如真是這樣,汽車擋風玻璃板上還有用雨刷的必要嗎?
 
均速管測量原理
 
均速管流量計由一根沿直徑插入管道中的中空金屬桿,在迎向流體流動方向有成對的測壓孔,一般說來是兩對,但也有一對或多對的,其外形似笛。迎流面的多點測壓孔測量的是總壓,與全壓管相連通,引出平均全壓p1,背流面的中心處一般開有一只孔,與靜壓管相通,引出靜壓p2。均速管是利用測量流體的全壓與靜壓之差來測量流速的。均速管的輸出差壓(△p)和流體平均速度(v),可根據經典的伯努利方程得出:
 
均速管測量原理
式中; △P——全壓與靜壓之差,Pa
 
ρ——流體密度,kg/m3
 
k——校正系數。
 
如果用流量來表示,其流量計算基本公式為
 
均速管測量公式
 
式中 qv ——流體的體積流量,m3/s;
 
qm——流體的質量流量,kg/s;
 
α ——工作狀態下均速管的流量系數;
 
ε——工作狀態下流體流過檢測桿時的流束膨脹系數;
 
A——工作狀態下管道內截面面積,m2
 
對于不同壓縮性流體:ε=1; 對于可壓縮性流體:ε<1
 
現場管道對均速管流量計流量測量的影響
 
管道對均速管的流量測量的影響舉足輕重,不可忽視,主要表現在以下兩個方面:
 
1、直管段長度
 
均速管前直管道長度必須達到20~30D,以保證流速分布為充分發展紊流,只有這樣,僅測幾點的流速才可能推算流經整個截面的流量。否則,管道中的流動比較復雜(,流速分布不僅不對稱于軸線,還會有橫向流動(二次流)及漩渦,僅測直徑上幾點流速是很難保證測量的準確度的。
 
2、管道內徑
 
均速管只能測流速,要測流量必須乘管道截面(圓管要測內徑,矩形管需測寬與高)。而它又是一種插入式儀表,實際應用中,往往很難或并不認真測內徑。
 
ISO7145就認為,在無法測內徑時,允許用軟尺測管道外徑的周長、估計壁厚來確定內徑,這樣做當然更無法確認管道內壁的腐蝕、積垢等情況的影響。如此確定的管內徑,怎么能保證準確,而從下面分析可看出管內徑的準確與否,將成為影響均速管流量測量準確度舉足輕重的因素。
 

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