上游流動(dòng)干擾對(duì)v錐流量計(jì)性能的影響上游流動(dòng)干擾對(duì)v錐流量計(jì)性能的影響
為進(jìn)行貿(mào)易輸送和工業(yè)中的過程控制, 流體流量的精確測(cè)量是極為重要的。在許多運(yùn)行中, 能進(jìn)行準(zhǔn)確的流量測(cè)量的能力是如此的重要, 它能造成贏利或虧損的巨大差別。對(duì)于這樣的使用場(chǎng)合, 多采用一些專用的流量計(jì), 如渦輪、渦街流量計(jì)或科里奧利流量計(jì), 這是因?yàn)? 如在理想條件下使用它們, 它們可有高準(zhǔn)確度, 其數(shù)量級(jí)為.. 0..1% 。對(duì)于大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合, 多采用差壓式流量計(jì), 如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)或其他變型的差壓式流量計(jì)。這些流量計(jì)的局限性是它們的量程比約為5.. 1, 要求提供上、下游的最小長度的直管段以確保有適合的流動(dòng)條件。廣泛使用孔板是由于它價(jià)格低, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 維護(hù)要求低和較高的可靠性。特殊的其他類型的孔板有: 圓缺、偏心、1 /4圓、錐形入口、變面積(線性) 孔板和環(huán)形孔板等, 在過去的幾年中, 為特殊的使用場(chǎng)合而將它們開發(fā)出來的, 目前在市場(chǎng)上都可買到 。在上個(gè)世紀(jì)末, 有幾種新型差壓式流量計(jì)被開發(fā)出來,這就是楔形流量計(jì)、變面積孔板流量計(jì)和v 錐流量計(jì), 開發(fā)這些新型流量計(jì)的目的是: 改善量程比以及使c d 對(duì)雷諾數(shù)r ed 不敏感。為了使上、下游所要求的直管段長度最小化同時(shí)還改善準(zhǔn)確度, 已經(jīng)作了不少的努力。在一些工業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)所, 由于上游的流動(dòng)被干擾從而造成測(cè)量誤差。在這些條件下, shenm in認(rèn)為v 錐流量計(jì)被證明是一種富有生命力的可替換的產(chǎn)品(儀表)。
大概是由于機(jī)密性(關(guān)于保密的要求) 和的要求, 現(xiàn)已公布的有關(guān)v錐流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可利用的文獻(xiàn)很缺乏 。有關(guān)制造廠宣稱: v 錐流量計(jì)能夠在30.. 1的量程比條件下, 以高達(dá).. 0..5% (原文此處為.. 0..05% 恐有誤) 的準(zhǔn)確度給出流量測(cè)量結(jié)果。
此外, 還宣稱v 錐流量計(jì)的重復(fù)性為.. 0..1% , 而其他流量測(cè)量?jī)x表的重復(fù)性為.. 0..2% 。v 錐流量計(jì)不需要經(jīng)常校準(zhǔn)(重新標(biāo)定)。除這些優(yōu)點(diǎn)以外, v 錐流量計(jì)更加耐磨蝕和磨損, 這是由它的幾何形狀所決定的。通過減少一次元件與高速流體的接觸, 這種尖圓錐體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將磨損(磨蝕) 減至最小。如果與其他流量計(jì)相比, v 錐流量計(jì)要求更短的上游直管段, 甚至在被干擾的流動(dòng)條件下, v 錐流量計(jì)也能有效地進(jìn)行測(cè)量。這導(dǎo)致在海上及煉油工業(yè)中日益增多地采用v 錐流量計(jì)。v錐流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)以及它的錐體幾何形狀和取壓孔的位置使得它對(duì)外界的振動(dòng)不敏感。
在較低的雷諾數(shù)下, 速度分布不再平坦(不像在高速模式下那樣平坦) , 此時(shí)為一個(gè)拋物體形狀, 此時(shí)在管道中心軸線上具有的流速。l iptak報(bào)告, 在管內(nèi)壁與v 錐體之間的環(huán)形區(qū)間內(nèi), 勢(shì)必會(huì)使速度分布變得更為平坦。通過使管道中心軸線上的流速變緩, 同時(shí)使接近管內(nèi)壁處的流體加速, 從而獲得一個(gè)更為均勻一致的速度分布。genesi等人 表明, v 錐體在流動(dòng)的流體中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)受控制的紊流區(qū), 它能使管道中的速度分布改變形狀, 這正是流量測(cè)量所希望和要求的。由于在v錐體的表面有邊界層形成, 會(huì)引導(dǎo)流動(dòng)的流體離開v 錐體的邊緣, 因此v 錐體的邊緣不可能被磨損。
英國和iso的標(biāo)準(zhǔn)都制定法規(guī), 在這些標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程中, 所推薦的流量計(jì)上、下游的最小直管段長度是雷諾數(shù)、管道直徑、..值和管件的函數(shù)。ifft等人 曾作過許多實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)各種流動(dòng)干擾對(duì)v 錐流量計(jì)的影響。通過安裝單彎頭和不在同一平面的雙彎頭來產(chǎn)生流動(dòng)干擾。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出如下結(jié)論: 即甚至在上游直管段很短或幾乎沒有直管段的條件下, v 錐流量計(jì)的性能受這種流動(dòng)干擾的影響并不很大。prabhu等人曾在30000到49400的雷諾數(shù)范圍內(nèi), 對(duì)..= 0..75的v 錐流量計(jì)做實(shí)驗(yàn), 他們利用空氣作為被測(cè)介質(zhì), 利用單彎頭和雙彎頭作擾流件。他們得出的結(jié)論是與其他流量計(jì)相比, 在這些條件下, v 錐流量計(jì)的流出系數(shù)對(duì)干擾較為更不敏感。它的泵送耗能費(fèi)與孔板相比也節(jié)省50% 。sarkar等人用水作為工作流體, 利用上游的擾流件在r ed = 22000 的條件下, 對(duì)..= 0..51到0..90的v 錐流量計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 他們的實(shí)驗(yàn)表明: v 錐流量計(jì)對(duì)于流體流動(dòng)時(shí)所存在的漩渦(渦流) 較少敏感。irv ing 分析了由一系列管件所造成的流動(dòng)干擾的類型, 并且研討了各種不同類型干擾影響通過孔板的流體的流動(dòng)方式。他的結(jié)論是: 各標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的足夠的直管段長度是不夠長的。joshi報(bào)告了v 錐流量計(jì)*的特點(diǎn)及其優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)他的研究, 他得出的結(jié)論是: 在所有條件下, 在一個(gè)較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi), v 錐流量計(jì)的性能都比其他類型的一些流量計(jì)更好些。在本文所述的研究中, 對(duì)作為雷諾數(shù)函數(shù)的v 錐流量計(jì)的性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià), 并分析了上游的干擾的影響。采用在v 錐流量計(jì)的上游的不同距離處安裝一個(gè)閘閥(并使閘閥保持幾種不同開度) 的辦法來產(chǎn)生( 制造) 各種不同的上游干擾。