關(guān)鍵因素對(duì)v錐流量計(jì)壓損的影響關(guān)鍵因素對(duì)v錐流量計(jì)壓損的影響
v錐流量計(jì)自20世紀(jì)80年代問(wèn)世以來(lái), 已成功應(yīng)用于石油、化工、天然氣等許多流量測(cè)量領(lǐng)域。隨著v錐流量計(jì)的推廣, 安裝條件、壓損等逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者、研究部門(mén)、制造商及使用部門(mén)討論與關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)外學(xué)者研究的普遍結(jié)論是v錐流量計(jì)有較強(qiáng)的抗流態(tài)擾動(dòng)性能, 前后直管段的要求也比標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置低一些的結(jié)論。2004年至今, 天津大學(xué)先后進(jìn)行了關(guān)于內(nèi)錐量計(jì)流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)、彎頭影響及濕氣測(cè)量等方面的研究工作 , 取得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)成果。自2003年起, 國(guó)內(nèi)也在積極開(kāi)展對(duì)v錐流量計(jì)的推廣使用工作, 然而許多生產(chǎn)廠家對(duì)量程比、壓損、精度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)乃至安裝條件多采取直接照搬美國(guó)m cc. 公司產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的方式。客觀上, 由于v錐流量計(jì)的結(jié)構(gòu)尚未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化, 其等效直徑比、前后錐角、上下游支撐形式及尺寸、取壓方式等存在諸多差異, 這些不僅會(huì)對(duì)流出系數(shù)、可膨脹系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)產(chǎn)生影響, 同樣也會(huì)對(duì)v錐量計(jì)的壓損產(chǎn)生影響, 因此某些研究機(jī)構(gòu)給出的結(jié)論是否具有普適性值得推敲。目前, 國(guó)內(nèi)關(guān)于v錐流量計(jì)壓損的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究設(shè)計(jì)并制作了100 mm 口徑樣機(jī)一套, 等效直徑比分別為0. 45/0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85, 前后錐角為45../120.., 開(kāi)展了壓損的實(shí)驗(yàn)研究。
實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
本研究中設(shè)計(jì)并制作了內(nèi)徑為100 mm 的v錐流量計(jì)樣機(jī)一套, 實(shí)驗(yàn)錐體5個(gè), 前后錐角均為45../120.., 等效直徑比分別為0. 45 /0. 55 /0. 65 /0. 75 /0. 85。錐體可從測(cè)量管中方便拆卸。實(shí)驗(yàn)布局設(shè)計(jì)如圖1所示, 流體至左測(cè)流入, 樣機(jī)上游直管段100d 。v錐流量計(jì)上游取壓孔為p1, 位于距錐體支撐管前端0. 5d 的管壁處, 下游取壓孔為p2, 沿錐體中心軸及支撐管中心軸取出, 通過(guò)差壓變送器1測(cè)得錐體前后差壓。實(shí)驗(yàn)表明, 距錐體尾部取壓孔p2 約3. 5d時(shí)壓力可恢復(fù)至正常值, 本實(shí)驗(yàn)中p2 ..為下游壓損取壓孔, 與p2 的距離定為4d 。壓損實(shí)驗(yàn)安裝圖如圖2所示, 箭頭表示流體流向。本實(shí)驗(yàn)對(duì)每種錐體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)均用2 臺(tái)差壓變送器, 一臺(tái)用于測(cè)量錐體前后的差壓..p , 另一臺(tái)測(cè)節(jié)流裝置產(chǎn)生的壓損..p ..。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
壓損曲線：圖3給出了v錐流量計(jì)不同等效直徑比的壓損對(duì)數(shù)坐標(biāo)曲線, 可見(jiàn)..值相同時(shí), 壓損隨雷諾數(shù)的增大而增大, 呈線性關(guān)系; 在雷諾數(shù)相同時(shí), 壓損隨.. 值的增大而減小。圖4為相對(duì)壓損與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線, ..可見(jiàn)節(jié)流比不同, 相對(duì)壓損不同, 其值隨節(jié)流比的增大而減小; 雷諾數(shù)re > 4 .. 104 時(shí), 不同..值的錐體其相對(duì)壓損不隨雷諾數(shù)的變化而變化, 基本恒定; 雷諾數(shù)r e < 4 .. 104 時(shí), 因壓損和有效差壓測(cè)量值均相對(duì)較小, 系統(tǒng)誤差增大, 相對(duì)壓損波動(dòng)。s
結(jié)論
通過(guò)關(guān)鍵因素對(duì)v錐流量計(jì)壓損影響的實(shí)流實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:
1)v錐流量計(jì)的壓損不僅和..值有關(guān), 而且跟雷諾數(shù)有關(guān), 雷諾數(shù)相同時(shí), 壓損隨..值的增大而減小; ..值相同時(shí), 壓損隨雷諾數(shù)的增大而增大, 在對(duì)數(shù)坐標(biāo)下呈線性關(guān)系;
2)v錐流量計(jì)的相對(duì)壓損與雷諾數(shù)無(wú)關(guān), 受..值影響, 隨..值的增大而減小;
3)針對(duì)設(shè)計(jì)樣機(jī), 給出了新的v錐流量計(jì)壓損計(jì)算公式;
4)本套v錐流量計(jì)的相對(duì)壓損值與國(guó)外相比偏高, ..值越大偏差越大, 從小到大5 個(gè)..值的偏差分別為0. 7% 、5. 8% 、10. 3% 、13. 2% 、21. 1% ;
5) 與文獻(xiàn)相比, 得出本套樣機(jī)壓損趨勢(shì)線介于孔板和和噴嘴之間且更靠近孔板的結(jié)論。