山東耐磨陶瓷管風量丈量的(de)幾種辦法,比較(jiao)了各自(zi)優缺點,引薦了運(yun)用場合。文中(zhong)重點介紹了機翼(yi)流(liu)量計。
耐磨陶瓷管中(zhong)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)量(liang)丈(zhang)量(liang)近年(nian)來已遍(bian)及引(yin)起人們(men)的(de)(de)(de)注重,并認真地著手處理。不(bu)少企業(ye)為節約場地,便于裝置(zhi)(zhi),在管(guan)道(dao)中(zhong)流(liu)(liu)體壓力(li)不(bu)大(da)的(de)(de)(de)狀況下,常選用矩(ju)形(xing)(xing)管(guan)道(dao)貼壁裝置(zhi)(zhi),如火(huo)電廠進(jin)風(feng)管(guan)道(dao)、大(da)型通風(feng)體系,選用邊長達2~3m的(de)(de)(de)矩(ju)形(xing)(xing)管(guan)道(dao)已屢見不(bu)鮮。這種(zhong)管(guan)道(dao)中(zhong)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)量(liang)丈(zhang)量(liang)有(you)一(yi)些特別問題,不(bu)能照搬圓管(guan)中(zhong)的(de)(de)(de)丈(zhang)量(liang)辦法和外表,而中(zhong)又罕(han)見介紹。前(qian)二年(nian),筆者(zhe)為處理某工程的(de)(de)(de)這個問題,進(jin)行了探究,規劃(hua)、制(zhi)作了二臺(tai)機翼流(liu)(liu)量(liang)計(ji),并一(yi)次調試、投運成功。
1流(liu)體(ti)在矩(ju)形(xing)管道(dao)中(zhong)(zhong)的(de)活動(dong)特點早在1926年(nian),Nikuradse就對(dui)流(liu)體(ti)在矩(ju)形(xing)管道(dao)中(zhong)(zhong)的(de)活動(dong)進行了測驗,其等速線如所(suo)示。顯示出不同于圓管中(zhong)(zhong)的(de)同心(xin)圓等速線,并且發(fa)現有(you)二次流(liu)。
二(er)次(ci)流(liu)從(cong)本質上(shang)(shang)來看,是在紊流(liu)條件下(xia),在管道橫截(jie)面上(shang)(shang),有垂直于(yu)軸(zhou)向的法(fa)(fa)向活動(dong),它與軸(zhou)向活動(dong)疊加后構成二(er)次(ci)流(liu),也(ye)可稱為渦流(liu)。由(you)于(yu)層(ceng)(ceng)流(liu)不存在法(fa)(fa)向活動(dong),所以在層(ceng)(ceng)流(liu)條件下(xia)不可能(neng)發作二(er)次(ci)流(liu)。
1964年,Brundrett及Baines又對(dui)矩形潤(run)滑管及粗(cu)糙管中的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)動(dong)進行了測(ce)驗。他(ta)們(men)以為(wei)矩形管道(dao)中的(de)(de)(de)(de)(de)二(er)(er)次(ci)(ci)流是(shi)由橫截面上的(de)(de)(de)(de)(de)雷諾力所引起的(de)(de)(de)(de)(de),而(er)起首(shou)要效果的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)法向(xiang)應(ying)力強(qiang)度,這(zhe)(zhe)是(shi)一種非等(deng)熵活(huo)動(dong),紊(wen)流運動(dong)是(shi)構(gou)成(cheng)二(er)(er)次(ci)(ci)流的(de)(de)(de)(de)(de)根底。1973年Landei和Ying選用(yong)分析辦法描(miao)述了這(zhe)(zhe)種雜亂的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)動(dong)。他(ta)們(men)證明了二(er)(er)次(ci)(ci)流有使壁(bi)面應(ying)力均(jun)勻(yun)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢,并指出二(er)(er)次(ci)(ci)流將改(gai)動(dong)沖突因子的(de)(de)(de)(de)(de)巨細,其幅度約為(wei)±10%.長(chang)期以來,人(ren)們(men)對(dui)這(zhe)(zhe)種活(huo)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)研討側重在對(dui)阻(zu)力的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang),很少觸及流量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)丈量(liang),近年來才有所考慮,有關(guan)論說拜見。
也曾(ceng)有人妄圖只測矩(ju)形管(guan)道軸(zhou)向的壓(ya)力梯(ti)度dp/d,來處理流(liu)量(liang)丈(zhang)量(liang)問(wen)題,其(qi)公式(shi)為(wei)(wei)1/2高(gao)度;為(wei)(wei)流(liu)體動力粘性系數(shu);dPl/ck為(wei)(wei)無量(liang)綱軸(zhou)向壓(ya)力梯(ti)度。
這種辦(ban)法至(zhi)今還(huan)未傳(chuan)聞運用(yong)到實踐(jian)工程中,問題在于(yu)這個計算公式是(shi)否(fou)切當地描(miao)述了實踐(jian)的活動狀況(kuang),是(shi)否(fou)可精確斷(duan)定邊界條件(jian)。這些還(huan)有待于(yu)實踐(jian)證明(ming)。
2常(chang)用辦(ban)法(fa)下面介紹丈量矩形大管道(dao)流量的三種常(chang)用辦(ban)法(fa),雖(sui)各有所長,但均(jun)不(bu)盡(jin)人(ren)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)。山東耐磨陶瓷管這種(zhong)辦法(fa)的(de)長處是不(bu)受管道巨細的(de)約(yue)束,并(bing)且也還精(jing)確、牢靠(kao);不(bu)足之處是斷(duan)定一(yi)個流量值要測(ce)20多點的(de)流速,丈量非(fei)常繁瑣,因而簡直不(bu)太可能(neng)運用于工業(ye)現場上,但卻可做為(wei)一(yi)種(zhong)最基本、最實踐的(de)校驗辦法(fa)。
此處要(yao)闡明的(de)是,在(zai)國際標準中,這種辦(ban)法引(yin)薦(jian)的(de)流(liu)(liu)速計是NPL型皮保(bao)管(guan)(guan),它雖精確(que)但對流(liu)(liu)向(xiang)比較靈敏,當(dang)流(liu)(liu)向(xiang)違背軸(zhou)向(xiang)超(chao)越10時,就(jiu)將引(yin)起1%以上的(de)差錯(cuo)。在(zai)圓管(guan)(guan)中運用(yong)多屬位流(liu)(liu)不成問題,但用(yong)于矩形管(guan)(guan)道則(ze)應另當(dang)別(bie)論。因在(zai)矩形管(guan)(guan)道中不可避(bi)免地(di)會存在(zai)二(er)次流(liu)(liu),流(liu)(liu)向(xiang)違背超(chao)越±10則(ze)習以為(wei)常,仍用(yong)NPL型皮保(bao)管(guan)(guan),難保(bao)必要(yao)的(de)精確(que)度。為(wei)此,筆者引(yin)薦(jian)一(yi)種帶(dai)導流(liu)(liu)進口(kou)的(de)特別(bie)皮保(bao)管(guan)(guan),它在(zai)流(liu)(liu)向(xiang)違背軸(zhou)線±40.以內時,仍可堅持1%的(de)精確(que)度。
2.2刺進(jin)法2.2.1點速(su)法點速(su)法是經過丈量(liang)管道中某一點的流速(su)來計(ji)算流量(liang)的辦法。這種(zhong)辦法簡略易行(xing),但精確度很低,在(zai)工業現場多用(yong)(yong)于監測,很少用(yong)(yong)于計(ji)量(liang)。
原則上,選用這種辦(ban)法(fa)一(yi)般(ban)流速計均可測流量(liang)。
現(xian)在所用的(de)(de)有刺(ci)進(jin)式渦輪流量計、插人(ren)式渦街流量計、皮托一(yi)文丘利管(guan)等(deng)等(deng)。筆(bi)者在此特(te)別(bie)引薦皮托一(yi)文丘利管(guan),它結構簡略,作(zuo)業牢靠(kao),可(ke)輸出比(bi)皮保管(guan)大(da)幾(ji)倍的(de)(de)差(cha)壓信號(hao),且耐高溫及可(ke)作(zuo)業在較前二(er)者更(geng)為惡劣的(de)(de)現(xian)場,在火電廠(chang)及冶金、鋼鐵(tie)行業曾風行一(yi)時。要注意的(de)(de)是,其(qi)速度-差(cha)壓特(te)性(xing)重復性(xing)差(cha),每支均需在風洞中校驗后才好運用。
2.2.2線(xian)速(su)(su)法(fa)線(xian)速(su)(su)法(fa)是指一(yi)次丈量沿一(yi)向線(xian)上(shang)多點流速(su)(su)的(de)歸納(na)值(zhi)來(lai)斷定流量,較點速(su)(su)法(fa)精確,且裝置條件也優于點速(su)(su)法(fa),國內(nei)外常選(xuan)用(yong)均(jun)速(su)(su)管。它的(de)結構簡略,作(zuo)業牢靠,便于裝置,較適用(yong)于矩(ju)形(xing)管道(dao)各(ge)種狀況的(de)風量丈量,其(qi)裝置方位如(ru)所示。