标准节流装置的测量原理
仪器网 · 2012-07-14 23:41 · 12916 次点击
测量原理
标准节流装置的工作原理是基于节流效应,即在充满流体的竹道内固定放置一个流通面积小于管道截而积的节流件,则管内流束在通过该节流件时就会造成局部收缩,在收缩处,流速增加,静压力降低,因此,在节流件前后将产生一定的静压力差。在标准节流装置、管道安装条件、流体参数一定的情况下,节流件前后的静压力差AP(简称差压)与流址qv,之间具有确定的函数关系。因此,可以通过测量节流件前后的压差来测量流量
对于未经标定的标准节流装置,只要它与已经经过充分实验标定的标准节流装w儿何相似和动力学相似,则在已知有关参数的条件下,在标准规定的测员误差范围内,可用上述经标定的标准节流装置的流量方程来确定未经标定的节流装71节流件前后的静压力差与流量间的关系。达到几何相似的条件主要有:节流装置的结构形式和取压装置、节流件上下游的测量管以及直管段长度等的制造及安装符合标准的规定。动力学相似的条件为雷诺数相等。
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现以不可压缩流体流经孔板为例,来分析流体流经节流元件时的压力、速度变化情况,如图4-11所示。从图中可见,充满圆管的稳定流动的流体沿水平管道流动到节流件上游的截面1处,该处流体未受节流元件影响。之后,流束开始收缩,位于边缘处的流体向中心加速,则流体的动能增加,静压力随之减少。由于惯性的作用,流束通过孔板后还将继续收缩,直到在孔板后的某一距离处达到最小流束截面2(此位置随流量大小而变),这时流体的平均流速V2达到最大值,静压力P2达到最小值。过截面2后,流束又逐渐扩大,在截面3处,流束恢复到原来的状态,流速逐渐降低到原来的流速,即V1=V3。但是由于流体流经节流元件时,会产生涡流、撞击,再加上沿程的摩擦阻力,所有这些均会造成能量损失,因此压力P3不能恢复到原来的数值rP,二者之差Sp称为流体流经节流元件的压力损失,它是不可恢复的。
流体压力沿管壁的变化和轴线上是不同的,在节流元件前由于节流元件对流体的阻碍,造成部分流体局部滞止,使竹壁上流体静压力比上游的静压力稍有增高,如图4-11中实线所示。而在管的轴线上由干流速增加,静压力减少,如图4-11中的虚线所示。
为了减小压力损失,人们采用喷嘴、文.丘里管等节流元件,它可减小节流件前后的涡流区。此外,还有一些低压损的节流件.可以节约仪表运行的能量消耗。
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