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壓縮空氣流量計量方法分析

奧科摘  要： 介紹了幾種適合壓縮空氣流量的計量方法,，研究了幾種流量計量方法和測量儀表的原理和特點,，分析了流量計量的趨勢,，并提出流量計量方法的選擇和流量計選型時應(yīng)考慮的因素,。 
一,、前言

    壓縮空氣流量是表述空氣壓縮機性能的重要參數(shù),，也是工業(yè)過程中測量的重要參數(shù),。隨著空氣壓縮機的廣泛應(yīng)用，其流量的準(zhǔn)確測量對于產(chǎn)品升級,、工業(yè)生產(chǎn)過程的控制和監(jiān)測以及節(jié)能減排都顯得至關(guān)重要,。壓縮空氣流量是指在短暫時間內(nèi)流過某*通截面的壓縮空氣數(shù)量與通過時間之比。壓縮空氣數(shù)量以體積表示稱為體積流量,，以質(zhì)量表示稱為質(zhì)量流量,。

二、流量測量

    流量計量方法大致可以歸納為以下四種：①利用伯努利方程原理,，通過測量流體差壓信號反映流量的差壓式流量測量法,，用這種方法制成的儀表。②通過直接測量流體流速得出流量的速度式流量測量法,，用這種方法制成的儀表如,、渦街流量計、電磁流量計和超聲波流量計等,。③利用標(biāo)準(zhǔn)小容積連續(xù)測量流量的容積式測量法,，用這種方法制成的儀表如橢圓齒輪流量計、腰輪流量計和刮板流量計等,。④以測量流體質(zhì)量流量為目的的質(zhì)量流量測量法,，用這種方法制成的儀表如熱式質(zhì)量流量計,、科氏質(zhì)量流量計和沖量式質(zhì)量流量計等。但并非所有測量方法或測量儀表都適合壓縮空氣流量的測量,，應(yīng)根據(jù)壓縮空氣本身的特性,、測量要求和使用條件不同，選擇合適的測量方法或儀表,。以下就幾種適合壓縮空氣的常用的流量計量方法和流量計進行介紹,。

    1.節(jié)流裝置流量測量

    節(jié)流裝置測量流量是差壓式流量測量法的一種，在壓縮空氣流量計量中,，該方法使用zui為普遍，其精度和穩(wěn)定性也較好,。其測量原理為在充滿流體的管線中安裝節(jié)流裝置,，則該裝置的上游側(cè)與喉部或下游側(cè)之間產(chǎn)生一個靜壓差，該壓差與壓縮空氣流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系,，通過測量差壓值可以求得流量,。    

    qm=C（1－β4）-1/2 επ（d/2）2（2Δpρ1）1/2    （1）

    其體積流量可用下面的公式確定：

    qv=qm/ρ

    式中  qm——單位時間內(nèi)流過節(jié)流裝置的流體質(zhì)量流量，單位為kg/s,；

    d——工況條件下一次裝置節(jié)流孔直徑,，單位為m；

    β——直徑比,，指工作條件下一次裝置節(jié)流孔或喉部直徑與上游管道內(nèi)徑之比,；

    Δp——差壓，單位為Pa,；

    ρ——流體密度,，單位為kg/m3；

    ε——流體可膨脹性系數(shù),；

    C——流出系數(shù),。

    常用的節(jié)流測量裝置有：ASME噴嘴測量裝置、ISA1932噴嘴測量裝置,、孔板測量裝置和文丘里噴嘴測量裝置,。其中ASME噴嘴和ISA1932噴嘴測量裝置的氣體流出系數(shù)值較大，精度也較高,，使用也較多,。ASME噴嘴測量裝置由于氣體通常直接排空，且要求測量噴嘴壓差的壓差計量程較小,，因此測量大流量時,，該裝置的尺寸也比較大，不便于移動測量,，如圖1所示,。
 ISA1932噴嘴測量裝置則相對緊湊,，體積小，便于攜帶和安裝,，測量范圍也相對較廣,，如圖2所示。
   為了研究ISA1932噴嘴測量裝置與ASME噴嘴測量裝置的重復(fù)性和一致性,，將兩段ISA1932噴嘴測量段串接,，再與ASME測量段串接。試驗中,，進行了ISA1932噴嘴前后測量段的差異試驗和ISA1932噴嘴前后測量段兩組壓力表的偏差試驗,，將儀表帶來的誤差盡可能地減小，為更好地進行比對試驗準(zhǔn)備了條件,。