流量仪表 温度仪表 压力仪表 液物位仪表  节能环保 控制系统 其他方案
返回首页
当前位置: 网站首页 > 方案应用 > 流量仪表 >

涡街流量计                                 ※        与孔板流量计                      压力损失的比较研究源仪仪表

时间:2014-03-26 09:56来源:未知 作者:源仪仪表 点击:
1 引言 如今社会在 大力提倡节约能源,每种流量计的 压力损失 成为用户比 较关注的问题,流量仪表的 压力损失 小已经是选 择流量计的一项重要指标。由于 涡街流量计                                 ※       与 孔板流量计                      使用的条件 相似,并且使用广泛,因此人们常常对这两种流量计进行比较,以便选出

 1 引言

    如今社会在 大力提倡节约能源,每种流量计的压力损失成为用户比 较关注的问题,流量仪表的压力损失小已经是选 择流量计的一项重要指标。由于涡街流量计                                 ※       孔板流量计                      使用的条件 相似,并且使用广泛,因此人们常常对这两种流量计进行比较,以便选出更合适的测量仪表。虽然已经有人对涡街流量计                                 ※       孔板流量计                      压力损失进行过比较 ,但目前文献中所作的比较存在两个问题1,2。第一,文 献中多是通过比较两种流量计的压力损失计算公式来 对两种仪表的压力损失进行比较。 对于孔板流量计                      ,它的历史 较长,有统一的国际标准,可以直接用给出的压力损失计算公式进 行计算。对于涡街流量计                                 ※       ,它的历史 相对较短,没有统一的国际标准,给出的一些计算公式也不太成熟,通常计算值与真实值之间存在较大的误差。例如,涡街流量计                                 ※       的生产厂家 即使是按照行业规范生产的同一型号的涡街流量计                                 ※       ,其给出的 计算涡街流量计                                 ※       压力损失压力损失系数Cd也是各不相 同的,这就给用公式计算压力损失带来了误差 。第二,对两种流量计压力损失比较时,并 没有规定两种流量计的有效流通面积相同,所得到的结果缺乏说服力。基于以上两个原因,在天津大学自动化学院流量实验室的气体装置上做了涡街流量计                                 ※       压力损失试验,用试 验结果与公式计算的结果进行了比较,对不同Cd值给涡街流量计                                 ※       压力损失计算造成的 误差进行了分析,给出了经试验验证的Cd值。并在保 证有效流通面积的条件下对两种流量计的压力损失进行了比较 ,对工业中选用流量计及计算涡街流量计                                 ※       压力损失都有很好的 参考价值。

    2 试验装置

    试验装置如 图1所示。鼓风 机用来使流体在管道中流动;变频调速器用来调节鼓风机的转速以达到调节流体流速的目的;压力变送器和温度变送 器分别用来测量管道内气体的压力和温度;差压变送器为电容式差压变送器,用来获取两个取压孔P1、P2之间的压力 差,量程为0~10kPa,最大工作 压力为4MPa,精度为0.5级;试验用 涡街流量计                                 ※       的口径为100mm,其制作工 艺符合涡街流量计                                 ※       的行业标准 ,采用的旋涡发生体为三角柱体。管道内的流体介质为空气,管道直径D=100mm,取压孔P1、P2之间的距离 为5m。

流量计信息
网内容图片

 

    3 涡街流量计                                 ※       压力损失的测量

    传统测量孔板流量计                      压力损失的方法如图 2所示,分别 测出P1、P2两点之间的 静压力,所得差值即为孔板压力损失。为了使测 出的压力是不可恢复性压力,P1、P2两点之间的 距离应尽量远,文献3中,管道直 径D=300mm,P1、P2之间的距离 为27D,在本试验 中管道直径D=100mm,P1、P2两点之间的距离 为50D,通过差压 变送器直接将两点之间的差压值读出。考虑到P1、P2两点之间的 距离比较长,因此管道本身的压力损失将不能忽略 。对装有涡街流量计                                 ※       时总的压力损失ΔPt和管道本身 的压力损失ΔPp分别在不同 的流速v下进行测量 ,用ΔPt减去ΔPp即为涡街流量计                                 ※       压力损失ΔPv,所得结果 如表1所示。

流量计信息
网内容图片

图2 孔板流量计                      压力损失的测量方法

流量计信息
网内容图片

    4 压力损失系数的误差 分析

    由下式计算 涡街流量计                                 ※       压力损失4:

    流量计信息
网内容图片  (1)

    式中:ΔPV为涡街的压力损失;Cd为压力损失系数;ρ为流体密度 ;u为气体平均 流速。

    由式(1)可见,压力损失系数的准确 度对压力损失的计算很重 要。Cd的大小一般 由生产厂家给出,但即便是按照行业标准生产的同一型号的涡街流量计                                 ※       ,生产厂家 给出的Cd值差别也很 大,对于用三角柱体做旋涡发生体的涡街流量计                                 ※       ,厂家给出 的Cd值一般在1.8~2.4之间。本试 验将压力损失的试验数据 与不同Cd值下的计算 结果进行了比较,如图3所示。从图 3中可以看出 ,不同的Cd取值会使压力损失的计算值与 试验值的误差随着流速的增加而增加。还可以看出,当Cd取2.2时与计算值 与试验结果吻合的比较好,这时计算值与试验结果的误差不超过5%。当Cd取2.4、2.0、1.8时,与试验 结果的最大误差分别达到18.78%、17.35%、33%,压力损失系数Cd的取值对计 算结果影响是较大的,在流速高时更明显。

流量计信息
网内容图片

图3 试验结果 与计算结果的对比

    以上分析说 明,仅通过涡街流量计                                 ※       压力损失的计算公式 来与孔板流量计                      压力损失进行比较, 不能保证较高的准确度。

    5 涡街流量计                                 ※       孔板流量计                      压力损失的比较

  对于孔板流量计                      压力损失,本文用ISO5167-2:2003给出的计算 公式进行计算,计算结果与涡街流量计                                 ※       压力损失的试验结果 进行比较。为了更好地对涡街流量计                                 ※       压力损失与孔板的压力损失进行比较, 本文选择了有效流通面积相同的涡街流量计                                 ※       孔板流量计                      进行比较, 这样的比较也才有意义。

    试验采用的 涡街流量计                                 ※       旋涡发生体 的截流面的宽度为dv=28mm,流量计的 直径D=100mm,管道截面 面积Sc=7854mm2,有效流通 面积为Sv=5054mm2。将涡街流量计                                 ※       的有效流通 面积转换为孔的面积,则对应的有效孔径比βv为

    流量计信息
网内容图片

    取孔板流量计                      涡街流量计                                 ※       有效孔径比※※ 最接近的值βo=0.8。根据Reader2Harris给出的流出 系数的计算公式5,求得平均 流出系数C=0.45。在2003年实施的孔板流量计                      的国际标准 (ISO5167-2:2003)中,压力损失系数K的计算公式 为

    流量计信息
网内容图片 (2)

    将βo=0.8和C=0.45代入式(2),可以得 到K=3.42。

    计算压力损失ΔPo的公式为

    流量计信息
网内容图片  (3)

    将流体密度 ρ=1.205kg/m3与K=4.75代入式(3)可以得到 :

    流量计信息
网内容图片(4)

    图4反映了由式 (4)计算出的 在不同流速下孔板流量计                      压力损失曲线和涡街流量计                                 ※       压力损失的试验结果 。

流量计信息
网内容图片

图4 孔板与涡街流量计                                 ※       压力损失

    从图4可以看出, 在流通面积一定的情况下,孔板的压力损失要大于涡街流量计                                 ※       ,并且随着 流速的增加而增加。表2列出了在不 同流速下,孔板流量计                      涡街流量计                                 ※       压力损失,其中n为孔板流量计                      涡街流量计                                 ※       压力损失的比值。

    表2中,n的平均值约 为1.7。R.W.Miller(1989)曾经给出 了几种流量计的压力损失6,如图5所示的流速 为4.2m/s时,不同流 量计的压力损失情况。其中 孔板流量计                      的β=0.75;涡街流量计                                 ※       为Foxboro公司生产的 ,口径为80mm;流体介质 为水,水的压力为6bar。

流量计信息
网内容图片

流量计信息
网内容图片

图5 R.W.Miller试验结果

    图5中孔板和涡街流量计                                 ※       压力损失比值大约为 1.5,比本文试验结果稍小,这可能是因为所采用的试验流体介质不同所造成的,本文试验采用的 是空气,R.W.Miller采用的是水 ,但两个结果还是比较接近的。

    由以上的分 析可以看到,在保证两种流量计的流通面积相等时,孔板流量计                      压力损失涡街流量计                                 ※       的1.7倍左右。而 在一些文献中,给出的这一结果是相当大的,有的为7倍多,甚至 更大1,2,7。

    6 结论

    (1)压力损失系数Cd的准确性对 于涡街流量计                                 ※       压力损失的计算影响 比较大,对于旋涡发生体为三角柱体的涡街流量计                                 ※       ,当压力损失系数Cd为2.2时,计算值 与本试验结果吻合较好。

(2)孔板流量计                      压力损失涡街流量计                                 ※       大,如果保 证两种流量计的有效流通面积相同,那么孔板流量计                      压力损失涡街流量计                                 ※       的1.7倍左右。

(责任编辑: 源仪仪表)
------分隔线----------------------------
推荐内容
推荐产品
热点内容
友情链接:    中奖彩票app   七喜彩票平台   众博棋牌官网   人人棋牌手机客户端   中奖彩票官网