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環(huán)室取壓標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)直管段長(zhǎng)度不夠時(shí),對(duì)流量側(cè)量有何影響,如何處理?
大多數(shù)流量計(jì)對(duì)前后直管段長(zhǎng)度都有較高要求,其中,標(biāo)準(zhǔn)差壓流量計(jì)要求zui高。
(1)環(huán)室取壓孔板流量計(jì)
帶有均壓環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)是使用zui廣泛的一種差壓式流量計(jì),人們對(duì)它的研究zui多,時(shí)間zui長(zhǎng),獲得的成果、積累的數(shù)據(jù)也zui豐富。圖6.3所示是國(guó)外幾個(gè)的公司實(shí)驗(yàn)
室提供的上游不同阻流件(無(wú)流動(dòng)調(diào)整器)對(duì)β=O.5的環(huán)室孔板流量系數(shù)影響的數(shù)據(jù)。其橫坐標(biāo)為前直管段長(zhǎng)度,用管道內(nèi)徑的倍數(shù)來(lái)表示,縱坐標(biāo)是流出系數(shù)的增量,用百分?jǐn)?shù)表
示。從圖中可見,前直管段L1≥20D時(shí)石基本無(wú)影響,隨著前直管段長(zhǎng)度的減小,流出系數(shù)逐漸減小,到6D時(shí),流出系數(shù)減小約1%。
流出系數(shù)的減小,使相同的流量流過差壓裝置時(shí),輸出的差壓值增大。
直管段長(zhǎng)度減小、輸出差壓增大的原因與管壁取壓有關(guān).當(dāng)直管段長(zhǎng)度減小時(shí),流速分布的對(duì)稱性變差,zui高流速的點(diǎn)偏離軸心漸遠(yuǎn),而與均壓環(huán)中某一點(diǎn)的距離變近,從而導(dǎo)致
三的平均值增大。
(2)法蘭取壓和徑距取壓孔板流量計(jì)
從圖6.3可見,直管段長(zhǎng)度對(duì)流出系數(shù)的影響同取壓口的方位無(wú)關(guān),這是因?yàn)橛芯鶋涵h(huán)的緣故。而法蘭取壓和徑距取壓沒有均壓環(huán),對(duì)流出系數(shù)的影響無(wú)法避免要受到“90°彎—取壓口"相互位置的影響。
具體可分三種情況來(lái)討論。
①取壓口與90°彎在同一個(gè)平面內(nèi)而且處于外圈位置
取壓口與90°彎頭的這種關(guān)系如圖6.4所示。在流體以很高的流速流過90°彎時(shí),由于離心力的作用,使得圓形流通截面中的速度分布不再與軸線對(duì)稱,而是流速zui高的點(diǎn)向取壓口靠近,導(dǎo)致輸出差壓偏高。
②取壓口與90°彎在同一個(gè)平面內(nèi)而且處于內(nèi)圈位置
取壓口與90°彎的這種關(guān)系如圖6.5所示.在流體以很高的流速流過90°彎時(shí),由于離心力的作用,使得流速zui高的點(diǎn)遠(yuǎn)離取壓口,導(dǎo)致輸出差壓偏低。
③取壓口所在的平面與90°彎所在的平面垂直
取壓口與90°彎的這種關(guān)系如圖6.6所示.在流休以很高的流速流過90°彎時(shí),由于離心
力的作用,速度分布的對(duì)稱性也變差,但由于相互位置不同于圖6.4和圖6.5,流速zui高點(diǎn)
只是輕微地遠(yuǎn)離取壓口,所以對(duì)流出系數(shù)無(wú)明顯影響.
(3)直管長(zhǎng)度不夠時(shí)的處理
直管段長(zhǎng)度不夠時(shí)的處理,有多種方法。
①讓步法
附錄A的表A.1中所列是孔板上下游要求的zui小直管段長(zhǎng)度。其中A欄的長(zhǎng)度是指“零附加不確定度"的要求,B欄的長(zhǎng)度是指“0.5%附加不確定度"的要求。
從表中可看出,B欄比A欄長(zhǎng)度短得多。
這個(gè)方法適用于對(duì)度要求不太高的側(cè)量點(diǎn),例如過程控制用流量測(cè)量。
②將取壓口選在影響小的位置
圖6.7所示為取壓口位置示意.取壓口的取向應(yīng)考慮被側(cè)流體為液體時(shí),防止氣體進(jìn)入導(dǎo)壓管;被測(cè)流體為氣體時(shí),防止液滴或污物進(jìn)人導(dǎo)壓管.當(dāng)測(cè)量管道為垂直時(shí),取壓口的位置在取壓位置的平面上,方向可任意選擇.有的人看了圖6.7后就認(rèn)為圖中的α為45°zui合適,其實(shí)并沒有這個(gè)規(guī)定。只要符合上面的原則,α大一些或小一些都不要緊,這樣一
來(lái),選擇的范圍就大了。
例如測(cè)量氣體流量,安裝在水平管上的孔板,上游是一個(gè)垂直走向的90°彎,如果取壓位置按照常規(guī)方法選在水平管的上方,就是一個(gè)zui不利的位置‘如果取α=85°。就可使直管段不夠長(zhǎng)對(duì)測(cè)量的影響減到很小的程度。
上面所做的只是定性分析.未查到定量分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
③對(duì)影響值進(jìn)行估算。
如果儀表是環(huán)室取壓.而且計(jì)量結(jié)果也不是用于貿(mào)易結(jié)算,可利用圖6.3中的數(shù)據(jù)對(duì)此影響量可能引起的誤差做估算。但也只適用過程控制用流量計(jì),不適用于貿(mào)易結(jié)算用流量計(jì)。
④加裝流動(dòng)調(diào)整器
流動(dòng)調(diào)整器可用于減少上游直管段長(zhǎng)度。配合性實(shí)驗(yàn)表明,它可以用在任何上游管件的下游。
目前在IS05167正文中只列人兩種流動(dòng)調(diào)整器:19根管束式流動(dòng)整直器(1998)和Zanker流動(dòng)調(diào)整板,它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)中列有適用的節(jié)流件和阻流件類型以及具體的安裝位置等,詳見本書附錄B。
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