孔板流量計測量原理測壓點位置選擇不合理原因
實際應用中和許多書籍中,孔板流量計測壓點的位置選擇在管道截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ處,這是不正確的,應選在截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ處。理由如下:
從上述公式推導過程可知,孔板流量計計算公式的理論基礎是伯努利原理、能量守衡定律、質量守衡定律(運動連續性方程)。流體在管道截面Ⅰ-Ⅰ以前,以一定的速度1流動,管內靜壓力為p1。在接近孔板時,由于遇到節流元件孔板的阻擋,靠近管壁處流體的有效流速降低,一部分動壓能轉換成靜壓能,靜壓迅速升高至p'1,大于管道中心處的壓力,從而在孔板入口端面處產生徑向壓差,使流體產生收縮運動。流體在孔板前后突然縮小和擴大,產生局部渦流損耗和摩擦阻力損失,這使得流體流過孔板后,靜壓不能回復到原來的數值,即孔板前后有靜壓損失,實際應用證明,瓦斯抽采管路中安裝孔板流量計后,會造成很大的瓦斯抽采阻力,所以選用孔板前后截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ上的各參數,用來推導孔板流量計計算公式是不正確的,它不符合能量守衡定律。
從上述分析可知,選截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ處的各參數,用來推導孔板流量計計算公式,是正確的。因為,截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ在節流元件的同一側,流體從截面Ⅱ-Ⅱ流到截面Ⅲ-Ⅲ,基本沒有能量損失,其機械能符合能量守衡定律,完全符合伯努利原理和質量守衡定律。
3.2 式(3)作為最終公式進行使用
氣體在管道內流動時,管內各截面的壓力、體積、溫度和密度有一定的對應關系,即:。但在數學推導過程中,由公式變為(1Z1-2Z2)=0,進而再變為后,△p已經與Q失去了對應關系,也就是說,通過△p已經不通確定Q是工況狀態下的流量還是標準狀態下的流量。是工況狀態下管道內混合氣體的密度,也是唯一1個確定Q狀態特性的參數,所以在沒有求出之前,式(3)不能做為最終公式進行使用。
3.3 把0=(1-0.00446C)1.293當做
在實際應用中,常會把0=(1-0.00446C)1.293當做,代入式(3)進行計算,這是不正確的。0=(1-0.00446C)1.293是標準狀態(1個標準大氣壓,0℃)下混合氣體的密度,為工況狀態下混合氣體的密度,不能混淆。
3.4 在很多計算公式中增加g
1)一種是用做為能量守衡方程,進行公式推導,此公式來源不明。根據伯努利原理和能量守衡定律有:,在等高(Z2-Z1=0)情況下,,以此公式為基礎,在孔板流量計公式推導過程中不會出現g。
2)另一種是k=60.677ad2突然變成k=60.677=189.95ad2,而Q=kb中△p的單位仍然還是Pa,公式中突然增加沒有道理。
3.5 濫用克拉珀龍方程
在實際應用中,常常會出現:不管用得是哪個公式,計算出Q后,再用克拉珀龍方程求標準狀態量或常溫狀態量,使最終數值很不準確很不可靠。造成這種情況的主要原因是,公式中沒有標明所計算出的流量是什么狀態下的量,使用人員弄不清公式是否已經把工況狀態下的量折算成常溫狀態下的量。需要說明的是,用《采礦工程設計手冊》第八篇第七章第七節中的公式,計算出的流量是常溫狀態下的體積流量。
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