常見的幾種流量計(jì)的工作原理及應(yīng)用介紹
摘要:常見的幾種流量計(jì)的工作原理及應(yīng)用介紹資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量儀生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。差壓流量計(jì) 差壓流量計(jì)是一種應(yīng)用廣泛的流量測量儀器,約占流量測量儀器總數(shù)的70%。它由節(jié)流裝置和差壓變送器組成。當(dāng)充有圓管的流體流經(jīng)節(jié)流部件(如孔板)時(shí),流束在孔板處形成局部收縮。更多的流量計(jì)廠家選型號價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢,下面是常見的幾種流量計(jì)的工作原理及應(yīng)用介紹文章詳情。
差壓流量計(jì)
差壓流量計(jì)是一種應(yīng)用廣泛的流量測量儀器,約占流量測量儀器總數(shù)的70%。它由節(jié)流裝置和差壓變送器組成。當(dāng)充有圓管的流體流經(jīng)節(jié)流部件(如孔板)時(shí),流束在孔板處形成局部收縮。由于流速的增加和靜壓的降低,孔板前后產(chǎn)生一個(gè)壓差,該壓差與流速的平方成正比。
孔板流量計(jì),也稱為差壓流量計(jì),由一個(gè)主檢測件(節(jié)流件)和一個(gè)輔助裝置(差壓變送器和流量累加器)組成,用于測量氣體、蒸汽和液體的流量。它具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、性能穩(wěn)定、使用可靠的特點(diǎn)。節(jié)流孔板節(jié)流裝置是一種標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流部件,可根據(jù)以下國家標(biāo)準(zhǔn)直接生產(chǎn),無需校準(zhǔn)。
①國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2622006中流量測量節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、安裝和使用。
②國際標(biāo)準(zhǔn)IS0 5167規(guī)定的各種節(jié)流裝置。
③化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)GJ 5187G-HK06。
填充在管道中的流體流過管道中的節(jié)流裝置,導(dǎo)致節(jié)流元件附近的局部收縮,增加流速并在上游側(cè)和下游側(cè)之間產(chǎn)生靜壓差(見圖1)。
圖1流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)壓力和流量的變化
在已知相關(guān)參數(shù)的情況下,根據(jù)流量連續(xù)性原理和伯努利方程,可以推導(dǎo)出壓差與流量的關(guān)系,從而得到流量。
其中p是節(jié)流裝置前后的壓差,q是瞬時(shí)流量。由于流體的性質(zhì),節(jié)流裝置測得的壓差和流量之間的關(guān)系是平方根和平方根之間的關(guān)系。
目前,幾種典型的流量測量設(shè)備被廣泛使用,如電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等。
電磁流量計(jì)
電磁流量計(jì)是20世紀(jì)五六十年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種新型流量測量儀器。電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的,用于測量導(dǎo)電液體的體積流量。電磁流量計(jì)因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程中各種導(dǎo)電液體的流量測量,如酸、堿、鹽等各種腐蝕性介質(zhì);電磁流量計(jì)的各種泥漿流量測量形成了獨(dú)特的應(yīng)用領(lǐng)域。
在結(jié)構(gòu)上,電磁流量計(jì)由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。傳感器安裝在工業(yè)過程管道上,其功能是將流入管道的液體體積流量值線性轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢信號,并通過傳輸線將信號發(fā)送給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不遠(yuǎn)的地方,它放大傳感器發(fā)出的流量信號,并將其轉(zhuǎn)換成與流量信號成比例的標(biāo)準(zhǔn)電信號,用于顯示、累積和調(diào)節(jié)控制。
圖2電磁流量計(jì)測量的基本原理
電磁流量計(jì)的測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計(jì)的測量管是內(nèi)襯絕緣材料的非磁性合金短管。兩個(gè)電極沿管徑方向穿過管壁并固定在測量管上。電極尖端基本上與襯里的內(nèi)表面齊平。當(dāng)激勵(lì)線圈被兩個(gè)波脈沖激勵(lì)時(shí),在垂直于測量管軸線的方向上將產(chǎn)生磁通量密度為b的工作磁場。此時(shí),如果具有一定電導(dǎo)率的流體流過測量管,切割磁力線將感應(yīng)電動(dòng)勢e。電動(dòng)勢e與磁通量密度b、測量管內(nèi)徑d和平均流速u的乘積成正比..電動(dòng)勢e(流量信號)由電極檢測,并通過電纜發(fā)送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器放大流量信號后,可以顯示流體流量,并輸出脈沖和模擬電流等信號進(jìn)行流量控制和調(diào)節(jié)。
E =電極間的信號電壓,用E=KBdu公式表示,v;k是系數(shù);b是磁通量密度,t;d是測量管的內(nèi)徑,m;u是平均流速,m/s;在這個(gè)公式中,k和d是常數(shù),因?yàn)榧?lì)電流是常數(shù),b也是常數(shù)。從E=KBdu,可以知道體積流量Q與信號電壓E成比例,即,由流量引起的信號電壓E與體積流量Q成線性關(guān)系..因此,只要測量e,就可以確定流量q,這是電磁流量計(jì)的基本工作原理。
由E=KBdu可知,液-固兩相流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率和液-固組成比不會(huì)影響測量結(jié)果。至于流動(dòng)狀態(tài),只要符合軸對稱流動(dòng)(如層流或湍流),就不會(huì)影響測量結(jié)果。因此,電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。對于制造商和用戶來說,任何其他導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量只有在用普通水進(jìn)行實(shí)際校準(zhǔn)后才能測量,無需任何校正。這是電磁流量計(jì)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn),其他任何流量計(jì)都沒有。
測量管中沒有運(yùn)動(dòng)部件和節(jié)流部件,因此幾乎沒有壓力損失,應(yīng)該注意的是,測量條件必須滿足以下假設(shè):
(1)該場是均勻分布的恒定磁場;
②被測流體的速度分布是軸對稱的;
③被測液體是非磁性的;
④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
圖3模塊化電磁流量計(jì)
中國有許多電磁流量計(jì)制造商。經(jīng)過幾十年的技術(shù)模仿和創(chuàng)新,國產(chǎn)電流流量計(jì)的質(zhì)量有了很大的提高。一些制造商推出了高質(zhì)量和更人性化功能的“模塊化電磁流量計(jì)”。本文僅簡要介紹這些產(chǎn)品。
YR-DC11智能電磁流量計(jì)是我國第一臺模塊化設(shè)計(jì)、窗口、核心部件在線更換、長度可調(diào)、故障自診斷的全智能流量計(jì)。這六項(xiàng)核心專利技術(shù)與其他制造商生產(chǎn)的傳統(tǒng)模擬或智能電磁流量計(jì)有很大不同,特別是在測量精度的可靠性和穩(wěn)定性,以及修改流量計(jì)測量范圍、使用功能和使用壽命的能力方面。電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)了一種全功能、實(shí)用、直觀、易操作的背光寬溫中文液晶顯示器。
模塊化電磁流量計(jì)的特點(diǎn):
1、集成、拆分兩用,隨機(jī)選擇;
2.流體狀態(tài)是可見的,因此不再可能猜測(通過窗口可以看到流量計(jì)中的介質(zhì)是否已滿,并且一眼就可以看到)
3.長度可自由調(diào)節(jié),非常適合現(xiàn)場使用(可直接替代國內(nèi)外任何廠家的產(chǎn)品,無需改變現(xiàn)場管道的長度);
4.在線帶壓拆卸,維護(hù)方便(用戶可以在線更換流量計(jì)電極等部件,故障產(chǎn)品不需要返廠,不耽誤生產(chǎn));
5.模塊化設(shè)計(jì),售后零等待(輸入替換零件的參數(shù),流量計(jì)中央處理器自動(dòng)調(diào)試到出廠狀態(tài));
6.進(jìn)一步智能化,提供可靠保障(流量計(jì)配有故障自診斷,方便用戶直觀判斷故障位置和原因);
圖4帶窗口的電磁流量計(jì)
渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)是在流體中放置一個(gè)(或多個(gè))浮體,流體在浮體的兩側(cè)交替地分離和釋放兩個(gè)規(guī)則的渦流。在一定的流量范圍內(nèi),渦流分離頻率與管道中的平均流速成正比,流體的流量可以通過用各種檢測元件測量渦流頻率來計(jì)算。
值得注意的是,渦街流量計(jì)仍然是一種發(fā)展中的流量計(jì),盡管它的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都很差。迄今為止,zui基本的流動(dòng)方程往往引用卡門渦街理論,這一理論和一些定量關(guān)系是通過卡門在氣體風(fēng)洞(均勻流場)中的實(shí)驗(yàn)得到的,不同于封閉管道中三維不均勻流場的旋渦分離規(guī)律。至于實(shí)際經(jīng)驗(yàn),需要通過長期應(yīng)用來積累。一般流量計(jì)工廠校準(zhǔn)是在實(shí)驗(yàn)室參考條件下進(jìn)行的,在現(xiàn)場偏離這些條件是不可避免的。在制造商的標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)中,工作條件的偏差會(huì)導(dǎo)致多少額外的誤差仍然不清楚。這些都表明流量計(jì)的快速發(fā)展需要基礎(chǔ)研究工作的跟上,否則在實(shí)踐中會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的問題。
渦街流量計(jì)的原理:在流體中設(shè)置一個(gè)渦流發(fā)生器(節(jié)流器),在渦流發(fā)生器的兩側(cè)交替產(chǎn)生規(guī)則的渦流。這種渦流被稱為卡門渦街(見圖5),渦流發(fā)生器的下游是非對稱排列的。
圖5渦街流量計(jì)的原理
根據(jù)卡門渦街原理,有以下關(guān)系:
其中m是渦流探空體兩側(cè)的弓形面積與管道橫截面面積之比;d是表面路徑;d是渦流發(fā)生器的迎面寬度;f是渦流出現(xiàn)的頻率;U1是渦流發(fā)生器兩側(cè)的平均流速;Sr是斯特魯哈爾數(shù);u是被測介質(zhì)流的平均速度。
管道中的體積流量qv為:
其中k為流量計(jì)的儀表系數(shù),單位為脈沖數(shù)/m3。k不僅與渦流發(fā)生器和管道的幾何尺寸有關(guān),還與斯特魯哈爾數(shù)有關(guān)。斯特魯哈爾數(shù)是一個(gè)無量綱參數(shù),它與渦流發(fā)生器的形狀和雷諾數(shù)有關(guān)。圖6顯示了圓柱形渦流發(fā)生器的斯特魯哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)之間的關(guān)系。
圖6漫步數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線
從圖6可以看出,在re = 2× 104 ~ 7× 105的范圍內(nèi),Sr可視為一個(gè)常數(shù),這是儀器的正常工作范圍。測量氣體流量時(shí),渦街流量計(jì)的流量計(jì)公式為:
公式中,qvm指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(0℃或20℃,101.325千帕);Pn是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對壓力;p工況下的絕對壓力;Tn標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱力學(xué)溫度;t是工作條件下的氣體壓縮系數(shù);z是工作條件下的氣體壓縮系數(shù)。
渦街流量計(jì)輸出的脈沖頻率信號不受流體物理性質(zhì)和成分變化的影響,在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),儀表系數(shù)只與渦流發(fā)生器和管道的形狀和尺寸有關(guān)。然而,質(zhì)量流量需要在物料平衡和能量計(jì)量中進(jìn)行檢測。此時(shí),流量計(jì)應(yīng)同時(shí)檢測體積流量和流體密度,流體的物理性質(zhì)和成分將對流量計(jì)量產(chǎn)生直接影響。
圖7智能渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成,如圖7所示。傳感器包括渦流發(fā)生器、檢測元件、儀表本體等。轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩等。近年來,智能流量計(jì)還在轉(zhuǎn)換器中安裝了微處理器、顯示通訊等功能模塊。
超聲波流量計(jì)
當(dāng)超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí),攜帶了流體流速的信息,因此接收到的超聲波可以檢測流體流速并將其轉(zhuǎn)換成流速。根據(jù)檢測方法,可分為不同類型的超聲波流量計(jì),如傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法和相關(guān)法。超聲波流量計(jì)是近十年來隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展而應(yīng)用的一種非接觸式儀表。它適用于測量難以接觸和觀察的流體和大管道的流量。它可以結(jié)合水位計(jì)測量開放水流的流速。超聲波流量計(jì)不需要在流體中安裝測量元件,因此它不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)并產(chǎn)生額外的阻力。儀表的安裝和維護(hù)不會(huì)影響生產(chǎn)管道的運(yùn)行,是一種理想的節(jié)能流量計(jì)。
目前,工業(yè)流量測量普遍存在大直徑、大流量測量困難的問題,這是因?yàn)殡S著測量管徑的增加,普通流量計(jì)將導(dǎo)致制造和運(yùn)輸困難、成本增加、能量損失增加、安裝不便等。超聲波流量計(jì)可以避免這些缺點(diǎn)。由于各種超聲波流量計(jì)都可以安裝在管道外進(jìn)行非接觸式流量測量,儀器的成本與被測管道的直徑無關(guān),而其他類型流量計(jì)的成本隨著直徑的增加而大大增加。
超聲波流量計(jì)被認(rèn)為是一種很好的大直徑流量測量儀器,多普勒超聲波流量計(jì)可以測量兩相介質(zhì)的流量,因此它可以用來測量污水管和污水等臟流。在電廠中,使用便攜式超聲波流量計(jì)測量汽輪機(jī)的進(jìn)水量和汽輪機(jī)的循環(huán)水要方便得多。超聲波流量計(jì)也可用于氣體測量。管徑適用范圍為5米,從幾米寬的明渠和涵洞到500米寬的河流。
文丘里管
文丘里管(見圖8)是新一代差壓式流量測量儀器。其基本測量原理與標(biāo)準(zhǔn)孔板相同,是一種基于伯努利方程和流量連續(xù)性方程的流量測量方法。內(nèi)文丘里管由圓形測量管和置于測量管內(nèi)并與測量管同軸的特殊芯體組成。特殊芯的徑向外表面具有與傳統(tǒng)文丘里管的內(nèi)表面相似的幾何輪廓,并與測量管的內(nèi)表面形成不同直徑的環(huán)形流動(dòng)間隙。流體流經(jīng)內(nèi)文氏管的節(jié)流過程與經(jīng)典文氏管和環(huán)形孔板的節(jié)流過程基本相似。內(nèi)文丘里管的這種結(jié)構(gòu)特征使其在使用過程中沒有類似于節(jié)流孔節(jié)流部件的尖銳邊緣磨損和結(jié)垢問題,并且可以在節(jié)流之前有效地調(diào)節(jié)(校正)管中流體速度分布的流動(dòng)梯度和各種可能的非軸對稱速度分布,從而實(shí)現(xiàn)高精度和高穩(wěn)定性的流量測量。
圖8文丘里管
文丘里管根據(jù)其結(jié)構(gòu)分為內(nèi)置文丘里管和插入式文丘里管。在鋼鐵廠熱風(fēng)爐助燃空氣、冷風(fēng)和煤氣(高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣)的測量以及火電廠鍋爐一次風(fēng)和二次風(fēng)大直徑低流量管道儀表的測量中取得了良好的效果。它解決了目前工業(yè)企業(yè)中各種低壓、大直徑、低流量氣體流量的精確測量問題,是一種測量范圍廣、安裝方便的流體測量裝置。
文丘里管的測量原理:當(dāng)充滿管道的流體流經(jīng)管道中的節(jié)流元件時(shí),文丘里管的喉部會(huì)形成局部收縮,從而使流量增加,靜壓降低,從而在文丘里管喉部前后產(chǎn)生壓差。流體流速越大,壓差越大,所以流速可以根據(jù)壓差來測量。這種測量方法基于流動(dòng)連續(xù)性方程(質(zhì)量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)。
其中qm為質(zhì)量流量(kg/s)。Qv是體積流量(m3/s);c是流出系數(shù);ε是膨脹系數(shù);d是節(jié)流件的開口直徑;β是直徑比,β= d/d;d是管道的內(nèi)徑;ρ1是測量流體的密度,kg/m;△P為壓差。
阿牛巴流量計(jì)
阿牛巴流量計(jì)(又稱笛形平均管流量計(jì)和托巴管流量計(jì))屬于差壓式流量計(jì)。采用皮托管測量原理,測量擋板上游動(dòng)壓與下游靜壓之間形成的壓差,達(dá)到測量流量的目的。測量管徑在DN20和DN12000之間。阿牛巴流量計(jì)主要用于測量工業(yè)過程中的液體、燃?xì)?、蒸汽、氣體等各種能源,具有很高的穩(wěn)定性和重復(fù)性。阿牛桿式流量計(jì)的設(shè)計(jì)理論符合伯努利方程,可由JG 640-90進(jìn)行測試。
測量原理:當(dāng)流體流經(jīng)探頭時(shí),在探頭前部產(chǎn)生一個(gè)高壓分布區(qū),高壓分布區(qū)的壓力略高于管道的靜壓。根據(jù)伯努利方程,當(dāng)流體流過探頭時(shí),速度增加,在探頭后部產(chǎn)生低壓分布區(qū),低壓分布區(qū)的壓力略低于管道的靜壓。當(dāng)流體流過探頭后,探頭后部會(huì)產(chǎn)生部分真空,探頭兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)渦流。截面形狀、表面粗糙度和低壓取壓孔的位置是決定探頭性能的關(guān)鍵因素。低壓信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對平均探頭的準(zhǔn)確性和性能起著決定性的作用。阿牛棒平均速度流量探頭可以準(zhǔn)確地檢測由流體平均速度引起的平均壓差。在巴平均流速測流儀的高低壓區(qū),有多對按一定標(biāo)準(zhǔn)布置的壓力孔,可以準(zhǔn)確測量平均流速。
圖9阿牛酒吧
目前,阿牛巴流量計(jì)需要的參數(shù)有被測介質(zhì)、被測介質(zhì)溫度、被測介質(zhì)壓力、被測介質(zhì)流量和被測介質(zhì)粘度。
阿牛巴流量計(jì)的輸出為差壓信號,可與測量差壓的儀器儀表配合使用,能準(zhǔn)確測量圓管和矩形管中的各種液體、氣體和蒸汽(過熱蒸汽和飽和蒸汽)。被測管道的尺寸范圍為ф 20-3000毫米。阿牛巴流量計(jì)已成功應(yīng)用于電力工業(yè)(包括核工業(yè))、化工、石油化工和金屬冶煉等行業(yè)。其適用范圍如下。
A.氣體運(yùn)輸和液體運(yùn)輸。
能量研究,蒸汽鍋爐熱效率,水泵效率,氣體壓縮機(jī)效率和燃料消耗。
過程控制輸入和輸出,比率/平衡;通過冷卻水或空氣蒸汽加熱。
D.化學(xué)工業(yè)中的飼養(yǎng)。
E.負(fù)載平衡泵、壓縮機(jī)、冷卻器和過濾器。
與差壓流量計(jì)相比,阿牛巴流量計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)。
一、精度高、穩(wěn)定性好
阿牛巴流量計(jì)的精度為1%,穩(wěn)定性為0.1%。它能長時(shí)間保持非常穩(wěn)定的壓差信號輸出,保證輸出壓差信號與管道流量之間的映射關(guān)系。這是因?yàn)槟p、腐蝕、附著油污、灰塵等因素對阿牛巴流量計(jì)的流量系數(shù)影響不大,但這些因素增加了孔板的流量系數(shù),流量系數(shù)將增加到20%以上,由此產(chǎn)生的誤差也將達(dá)到20%以上。由此可見,阿牛巴流量計(jì)的精度長期穩(wěn)定。
設(shè)計(jì)合理,安裝方便經(jīng)濟(jì)
阿牛巴流量計(jì)重量輕,易于安裝和拆卸,不需要起重工具。該系列的部分產(chǎn)品可在被測管道連續(xù)流動(dòng)、不停輸?shù)那闆r下安裝或拆卸,可節(jié)約可觀的安裝成本。例如,當(dāng)流量計(jì)安裝在直徑為200毫米的管道上時(shí),阿牛巴流量計(jì)只有一個(gè)長度為150毫米的焊縫,而孔板有兩個(gè)總長度為1200毫米的焊縫。就工時(shí)而言,安裝阿牛流量計(jì)僅需要1.5個(gè)工時(shí),而安裝孔板需要12個(gè)工時(shí)。
C.有利于管道布置
阿牛巴流量計(jì)不僅適用于圓形管道,也適用于矩形管道和埋在地下任何深度的管道。阿牛巴流量計(jì)的上游和下游直管段的長度遠(yuǎn)小于孔板的長度。當(dāng)它安裝在彎管后面時(shí),仍然可以獲得穩(wěn)定和高精度。這是阿牛巴流量計(jì)的獨(dú)特優(yōu)勢,為管道尤其是大口徑管道的布置設(shè)計(jì)帶來了極大的靈活性,并節(jié)約了成本。
d、壓力損失小,能量損失少
永久壓力損失就是功率損失。阿牛巴流量計(jì)的永久壓力損失僅占壓差的2%-15%,而普通孔板的永久壓力損失占壓差的40%-80%。隨著管徑的增大,阿牛巴流量計(jì)的永久壓力損失可以忽略不計(jì)。例如,在直徑為1000毫米的管道中使用阿牛巴流量計(jì),每年的能量損失只有幾百元,而使用孔板時(shí),每年的能量損失高達(dá)2萬多元,這對今天的節(jié)能非常有意義。
皮托管
皮托管,也稱為“皮托管”和“風(fēng)速管”,在英語中是皮托管。皮托管是一種測量氣流總壓和靜壓以確定氣流速度的管狀裝置,由法國皮托管發(fā)明。嚴(yán)格地說,皮托管只測量氣流的總壓,也稱為總壓管;當(dāng)總壓和靜壓同時(shí)測量時(shí),稱為風(fēng)速計(jì),但通常稱為風(fēng)速計(jì)皮托管。
(1)皮托管的結(jié)構(gòu)
頭部為半球形,后面是雙層外殼。當(dāng)測量速度時(shí),壓頭與流入流量對準(zhǔn),壓頭中心的小孔(總壓孔)感受流入流量的總壓P0,該總壓P0通過內(nèi)管傳遞到壓力表。頭部后面的外殼壁8D上均勻開有一排孔(靜壓孔),來流的靜壓P被感應(yīng)并通過外殼傳遞到壓力表。對于不可壓縮流,馬赫數(shù)和速度可以根據(jù)伯努利方程和能量方程計(jì)算。然而,在超音速流中,皮托管頭部出現(xiàn)孤立激波,總壓孔感受波后的總壓,很難測量來流的靜壓,因此皮托管不再適用??倝毫子幸欢ǖ拿娣e,它感覺到的是駐點(diǎn)附近的平均壓力,這個(gè)壓力比總壓力稍低。靜壓孔感受到的靜壓也有一定的誤差,其他的,如制造和安裝也有誤差,所以在計(jì)算流量時(shí)應(yīng)該加上一個(gè)修正系數(shù)ξ。ξ的值通常在0.91.05的范圍內(nèi),這是通過在已知速度的氣流中校準(zhǔn)或通過標(biāo)準(zhǔn)皮托管校準(zhǔn)來確定的。皮托管結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,應(yīng)用廣泛。例如,皮托管通常安裝在飛機(jī)頭部或機(jī)翼前緣,用來測量相對空氣的飛行速度,也稱為皮托管。
②皮托管的使用
皮托管不僅用于測量飛機(jī)速度,還具有許多其他功能。在科研、生產(chǎn)、教學(xué)、環(huán)保、隧道、礦井通風(fēng)和能源管理等部門,皮托管通常用于測量通風(fēng)管道、工業(yè)管道和爐膛煙道中的氣流速度,其流量可以通過換算確定,也可以測量管道中的水流速度。用皮托管測量速度和確定流量有可靠的理論依據(jù),使用方便準(zhǔn)確,是一種經(jīng)典而廣泛的測量方法。此外,它還可以用來測量流體的壓力。
交通實(shí)際應(yīng)用中的一些技巧
①交通積累
在實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)常需要知道氣體或液體的累積流量。累積流量是在特定時(shí)間內(nèi)通過特定部分的液體流量的總和,這是眾所周知的。但是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和流量積算儀如何實(shí)現(xiàn)這一功能呢?我們知道系統(tǒng)的一個(gè)指標(biāo)是采樣周期,也就是說,計(jì)算機(jī)多久從現(xiàn)場采集一次數(shù)據(jù)?通用系統(tǒng)軟件可以自行定義該值,例如5000。然后,首先,我們將瞬時(shí)流量Lt/h轉(zhuǎn)換為t/s形式的測量值,然后使用積分算法計(jì)算流量累積。積分時(shí)間設(shè)置為5歐姆,這意味著收集的瞬時(shí)流量l每5歐姆累積一次。
②小信號切除
在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于生產(chǎn)條件的不同,例如在設(shè)備運(yùn)行的初始階段,管道中可能會(huì)有少量的水流動(dòng),導(dǎo)致瞬時(shí)流量不為零。然而,我們不需要記錄這些數(shù)據(jù),所以我們需要在累積計(jì)算期間自動(dòng)移除這樣的值,即,小信號切割。例如,當(dāng)流量大于某個(gè)設(shè)定值時(shí),累計(jì)計(jì)算開始,該設(shè)定值需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和過程進(jìn)行設(shè)置。一般邏輯如下:當(dāng)瞬時(shí)流量大于小流量A時(shí),加法器的使能端有效,否則,加法器不工作。
③累積清算
由于計(jì)算機(jī)中的溢出問題,累加值不能無限增加,所以我們需要清除它并在特定時(shí)間內(nèi)再次累加,這樣我們就可以增加自動(dòng)清零或手動(dòng)清零的功能來改進(jìn)累加算法。自動(dòng)清零可以以每天、每周或每月為一個(gè)周期,并且可以在邏輯控制中增加對當(dāng)前時(shí)間的判斷。
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