壓縮空氣是加壓氣體最典型的應(yīng)用,,我們將簡要介紹測量壓縮空氣體積流量時需要考慮的事項(xiàng),。
在流體力學(xué)中對流動剖面進(jìn)行建模時,經(jīng)常使用平行板模型,。在假設(shè)上板以恒定速度移動的模型中,,與流體中的聲速相比,板的移動速度相當(dāng)?shù)汀8鶕?jù)該模型,,上板表面的流速等于板的速度,,而下板表面的流速為零。那么速度曲線在這兩者之間如何變化呢,?這就是重點(diǎn),。
圖 1 中給出的示例實(shí)際上對于壓縮空氣無效。因?yàn)檫@里給出的示例是針對粘性流體而建議的,。我們給出這個例子的原因是為了引入“流剖面"的概念,。因?yàn)樵诖四P椭锌梢砸院唵蔚男问嚼斫饬髁亢退俣确植嫉母拍睢T诖颂囟ㄊ纠?,下板邊界處的流速為零,,在上板邊界處達(dá)到恒定的最大值,并且存在恒定的力 F 移動上板以維持該速度,。速度梯度是線性的,,在這種情況下,層流充分發(fā)展,。
圖 2 顯示了管道中流動的演變,。如果流動完整,則速度分布是對稱的,。也就是說,,管道壁處的流速為零,管道中心處的流速最大,。在這種情況下,,如果已知流動的平均速度,則通過將其乘以管道橫截面積即可獲得體積流量,。
這就是壓縮空氣流量測量中充分開發(fā)的流量剖面的重要性的體現(xiàn),。雖然流量計(jì)的測量原理不同,但幾乎都是通過測量或計(jì)算流量來計(jì)算流量,。因此,,需要“充分發(fā)展的直管距離",使我們免受在流動中產(chǎn)生額外湍流的影響,。
圖3顯示了壓縮空氣流量計(jì)的直管距離,。根據(jù)這些條件,例如,,在單個彎頭后安裝流量計(jì)之前,,必須在流量計(jì)之前提供15倍管道內(nèi)徑的直管距離。另外,,流量計(jì)后面需要有5倍管徑的直管距離,。
圖4顯示了正確組裝的兩個不同示例,。在這些示例中,管道上留有直管距離,,距會產(chǎn)生湍流的彎頭足夠遠(yuǎn),。安裝在相關(guān)直線上的任何分支或連接點(diǎn)(甚至是盲點(diǎn))都將成為巨大湍流的來源,并會擾亂速度曲線,。
在現(xiàn)場條件下可能并不總是能夠找到直管距離,。在這種情況下,需要做的是修改管道以確保建議的距離,。
例如,,圖5顯示了為適應(yīng)所需直管距離(示例中流量計(jì)為 20D + 5D)而進(jìn)行的線路修訂。
在沒有適當(dāng)安裝條件的情況下進(jìn)行的現(xiàn)場測量會產(chǎn)生誤導(dǎo)性結(jié)果,。浸入式壓縮空氣流量計(jì),,特別是用于移動測量,由于其易于安裝而成為首要選擇,。然而,,如果后來安裝在非測量用途的管道上的支管在現(xiàn)場條件下未正確打開,則測量結(jié)果不正確,。在現(xiàn)場使用浸入式流量計(jì)時要考慮的最重要問題是直管距離,、浸入長度以及避免在管道中產(chǎn)生湍流的影響。
在圖6所示的安裝中,,雖然有足夠的直管距離,,但總共有3個過渡點(diǎn),其中2個在流量計(jì)探頭的正前方,,1個在流量計(jì)探頭的正后方,。在這種情況下,距離探頭幾厘米的三個獨(dú)立的不規(guī)則過渡點(diǎn)會產(chǎn)生巨大的湍流源,。
在圖 7 所示的 CFD(計(jì)算機(jī)輔助流動分析)示例中,,給出了管道中的不規(guī)則性在流動中產(chǎn)生脈沖湍流的示例。
在圖 6 中的錯誤安裝示例中,,管道過渡連接編號 1,、T 形接頭入口編號 2 和 T 形接頭出口編號 3 將產(chǎn)生類似于圖 7 所示分析結(jié)果的渦流效應(yīng)。在這種情況下,,不可能獲得流量計(jì)探頭可以測量的規(guī)則流量剖面,。
確實(shí),無法測量的參數(shù)就無法管理,。然而,更糟糕的是根據(jù)錯誤的測量結(jié)果進(jìn)行管理,。流量計(jì)和其他測量設(shè)備安裝不正確會誤導(dǎo)測量結(jié)果,,由于測量結(jié)果不正確,,將無法做出正確的技術(shù)和決策,從而對業(yè)務(wù)效率產(chǎn)生負(fù)面影響,。
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