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孔板流量计结构丈量原理问题分析 深度长文送上!_华体会app官网

文章出处:华体会app官网 人气:发表时间:2021-11-05 02:19
本文摘要:孔板流量计是一种常见的丈量管道流体流量的装置,因其具有结构简朴,维修利便,性能稳定,使用可靠,适应恶劣情况等特点,已被广泛应用于煤矿瓦斯抽采气体流量丈量。然而在实际应用历程中经常会遇到:丈量数据是否准确? 孔板流量计测出的量是工况量、尺度状态下的量、还是常温状态下的量? 盘算公式种类许多,应该用哪一个? 所用的公式是否正确?等等问题。 因此,对孔板流量计丈量原理、结构、公式泉源举行分析,找到正确的公式,然后对实际应用历程中常见的问题举行分析解释。

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孔板流量计是一种常见的丈量管道流体流量的装置,因其具有结构简朴,维修利便,性能稳定,使用可靠,适应恶劣情况等特点,已被广泛应用于煤矿瓦斯抽采气体流量丈量。然而在实际应用历程中经常会遇到:丈量数据是否准确? 孔板流量计测出的量是工况量、尺度状态下的量、还是常温状态下的量? 盘算公式种类许多,应该用哪一个? 所用的公式是否正确?等等问题。

因此,对孔板流量计丈量原理、结构、公式泉源举行分析,找到正确的公式,然后对实际应用历程中常见的问题举行分析解释。孔板流量计1、孔板流量计结构及测定原理:1.1、结构:在管道里插入 1 个与管轴垂直的金属板,金属板中心为 1 个圆孔,孔的中心位于管道的中心线上,孔板称为节省元件。

在孔板进气侧距离孔板 1 个管道直径的位置,安装 1 个测压管; 在孔板出气侧距离孔板半个直径的位置,安装 1 个测压管。通过测压管测出管道内气体的 2 个压力,2 个压力之差代入公式就可以盘算出流量。如图 1。孔板流量计结构图 1 孔板流量计结构1. 2 、流体在孔板前后的流程:流体在孔板前后的流动历程,如图 2。

流体在管道截面 I - I 以前,以一定的速度 流动,管内静压力为 p1。由于节省元件的孔径小于管道内径,当流体流经节省元件时,流体截面突然收缩,流速加速,静压降低。当流体流过圆孔以后,由于惯性作用,流体截面继续收缩一定距离,到流体截流体流经孔板时的压力和流速变化情况图2流体流经孔板时的压力和流速变化情况面最小处,流体截面最小处( 图 2 中Ⅱ - Ⅱ) 称为缩脉,流体在缩脉处的流速最高,动能最大,静压最低。

流体流过缩脉后,流体截面开始逐渐扩大,到管道截面Ⅲ - Ⅲ处,流体截面恢复到整个管道截面。1.3、孔板流量计丈量原理:凭据伯努利原理: 流体在等高流动时,流速大,静压就小。

数学表达式为: p +12ρv2+ gρZ = C。那么,流体从低速变为高速后,静压也会从高压 p高变为低压 p低,高压 p高与低压 p低之差△p( △p = p高-p低) 的巨细与流量有关,流量越大,△p 也越大。

因此,我们可以通过丈量△p,推算出流量[6 - 7]。孔板2、孔板流量计公式泉源:凭据单元质量能量守恒方程有:p1ρ1+12v21+ g Z1=p2ρ2+12v22+ g Z2( 1)流动一连性方程:v2S1ρ1= v2S2ρ2式中: p1、p2划分为截面Ⅰ - Ⅰ和截面Ⅱ - Ⅱ处的绝对压力,Pa; v1、v2划分为截面Ⅰ - Ⅰ和截面Ⅱ- Ⅱ处的平均流速,m / s; ρ1、ρ2划分为截面Ⅰ - Ⅰ和截面Ⅱ - Ⅱ处流体的密度,kg /m3; S1为管道的截面积,m2; S2为流体收缩到最小处的截面积,m2; S0为孔板中心圆孔面积,m2; g 为重力加速度,m/s2。

对于不行压缩流体,ρ1= ρ2= C( 常数)。对于可压缩流体,暂设 ρ 为常数,推导出流量方程后,再引入膨胀系数。因此,由式( 1) 可得: p1- p2+12( ρ1v21- ρ2v22) + g( ρ1Z1- ρ2Z2) = 0; ρ1v1S1= ρ2v2S2; ρ1= ρ2= ρ; μ =S2S0=d2D2; Z1- Z2= 0。所以: p1- p2=12( ρ2v22- ρ1v21) ; v1= v2μm12ρ( v22- v21) = p1- p2v22- v21=2( p1- p2)ρv2=11 - μ2槡m22( p1- p2)槡 ρ流体通过截面Ⅱ - Ⅱ的流量为:Q = v2S2= v2μS0Q =μS01 - μ2槡m22( p1- p2)槡 ρ式中: a 为孔板结构特性系数,a =μ1 - μ2槡m2; μ为流速收缩系数,μ =S2S0; m 为孔板中心圆孔面积与管道面积之比,m =S0S1=d2D2; d 为孔板中心圆孔直径,m; D 为管道直径,m; Q 为流量,m3/ s。

则: Q = a S02( p1- p2)槡 ρ对于可压缩气体,因 p2< p1,所以 ρ2< ρ1,引入膨胀系数 ,方程式为: Q = εa S02( p1- p2)槡 ρ。由于压力对密度影响很小,ρ2与 ρ1近似相等。

所以对于可压缩流体,膨胀系数 ε 可以省略。又: S0=πd24,p1- p2= △p所以: Q = aπd242△p槡ρπ 槡24ad2△p槡ρQ =1. 11ad2△p槡ρ又因:p0V0T0=p VT; M0= M; V0=M0ρ0; V =Mρ式中: p0、V0、T0、ρ0、M0为尺度状态下气体的压力、体积、温度、密度和质量; p、V、T、ρ、M 为工况状态下气体的压力、体积、温度、密度和质量。

p0M0T0ρ0=p MTρρ =T0ρ0pp0T所以工况状态下气体的体积流量盘算公式为:设: p3、Q3、T3为常温状态( 一个尺度大气压,20℃ ) 下的压力、体积、温度; 则: p3= p0= 101 325 Pa;T3= 273 + 20 = 293 K。p3Q3T3=p QTQ3=T3p Qp3T所以: Q3=T3p Qp3TQ3= 1. 11ad2T3pp3T△pp0TT0ρ0槡 pQ3= 1. 11ad2T3pp0T△pp0TT0ρ0槡 pQ3=1. 11ad2△pp0TT23p2T0ρ0pp20T槡2Q3= 1. 11ad2△p T23PT0ρ0p0槡 TQ3= 1. 11ad2△p T3T0槡ρ0T3槡Tpp槡0又。


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