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孔板流量计测量原理测压点位置选择不合理原因
发布时间:20-05-25 17:06浏览次数:8

实际应用中和许多书籍中,孔板流量计测压点的位置选择在管道截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ处,这是不正确的,应选在截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ处。理由如下:


从上述公式推导过程可知,孔板流量计计算公式的理论基础是伯努利原理、能量守衡定律、质量守衡定律(运动连续性方程)。流体在管道截面Ⅰ-Ⅰ以前,以一定的速度υ1流动,管内静压力为p1。在接近孔板时,由于遇到节流元件孔板的阻挡,靠近管壁处流体的有效流速降低,一部分动压能转换成静压能,静压迅速升高至p'1,大于管道中心处的压力,从而在孔板入口端面处产生径向压差,使流体产生收缩运动。流体在孔板前后突然缩小和扩大,产生局部涡流损耗和摩擦阻力损失,这使得流体流过孔板后,静压不能回复到原来的数值,即孔板前后有静压损失,实际应用证明,瓦斯抽采管路中安装孔板流量计后,会造成很大的瓦斯抽采阻力,所以选用孔板前后截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ上的各参数,用来推导孔板流量计计算公式是不正确的,它不符合能量守衡定律。


从上述分析可知,选截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ处的各参数,用来推导孔板流量计计算公式,是正确的。因为,截面Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ在节流元件的同一侧,流体从截面Ⅱ-Ⅱ流到截面Ⅲ-Ⅲ,基本没有能量损失,其机械能符合能量守衡定律,完全符合伯努利原理和质量守衡定律。


3.2 式(3)作为最终公式进行使用
气体在管道内流动时,管内各截面的压力、体积、温度和密度有一定的对应关系,即:。但在数学推导过程中,由公式变为(ρ1Z1-ρ2Z2)=0,进而再变为后,△p已经与Q失去了对应关系,也就是说,通过△p已经不通确定Q是工况状态下的流量还是标准状态下的流量。ρ是工况状态下管道内混合气体的密度,也是唯一1个确定Q状态特性的参数,所以在ρ没有求出之前,式(3)不能做为最终公式进行使用。
3.3 把ρ0=(1-0.00446C)×1.293当做ρ
在实际应用中,常会把ρ0=(1-0.00446C)×1.293当做ρ,代入式(3)进行计算,这是不正确的。ρ0=(1-0.00446C)×1.293是标准状态(1个标准大气压,0℃)下混合气体的密度,ρ为工况状态下混合气体的密度,不能混淆。
3.4 在很多计算公式中增加g
1)一种是用做为能量守衡方程,进行公式推导,此公式来源不明。根据伯努利原理和能量守衡定律有:,在等高(Z2-Z1=0)情况下,,以此公式为基础,在孔板流量计公式推导过程中不会出现g。
2)另一种是k=60.677ad2突然变成k=60.677=189.95ad2,而Q=kb中△p的单位仍然还是Pa,公式中突然增加没有道理。
3.5 滥用克拉珀龙方程
在实际应用中,常常会出现:不管用得是哪个公式,计算出Q后,再用克拉珀龙方程求标准状态量或常温状态量,使最终数值很不准确很不可靠。造成这种情况的主要原因是,公式中没有标明所计算出的流量是什么状态下的量,使用人员弄不清公式是否已经把工况状态下的量折算成常温状态下的量。需要说明的是,用《采矿工程设计手册》第八篇第七章第七节中的公式,计算出的流量是常温状态下的体积流量。


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