當(dāng)前大口徑通風(fēng)管道的流量測量主要是從能效、儀表安裝及維護(hù)等方面進(jìn)行充分考慮,,保證測量能夠滿足廠房運(yùn)行要求,。按結(jié)構(gòu),應(yīng)用最為廣泛的是插入式流量儀表和非接觸流量儀表,,該類儀表可以最大程度減小管道壓力損失,、節(jié)省資源,方便后期設(shè)備維護(hù),。筆者主要探討均速管流量計(jì)在大口徑通風(fēng)管道流量測量中的應(yīng)用,,內(nèi)容主要在儀表結(jié)構(gòu)與原理分析、儀表技術(shù)發(fā)展及通風(fēng)流量應(yīng)用分析等方面,。
1,、均速管流量計(jì)結(jié)構(gòu)與原理分析
均速管流量測量技術(shù)是從皮托管(Pitot)原理發(fā)展而來的流量檢測技術(shù),因此兩類儀表都適用伯努利方程,。與皮托管測單點(diǎn)流速的不同之處在于,,均速管流量計(jì)輸出的壓差是流體徑向多點(diǎn)平均全壓與平均靜壓的差值。均速管流量計(jì)屬于插入式流量檢測儀表,,其檢測原理和儀表結(jié)構(gòu)如圖 1所示,。
均速管流量檢測儀表?xiàng)U是一根中空的金屬桿,,在流體流過檢測儀表?xiàng)U時(shí),經(jīng)過全壓孔的壓力值在正壓腔內(nèi)平均后通過高壓取壓口進(jìn)行傳遞,,而靜壓取壓口的壓力通過低壓取壓口進(jìn)行傳遞,。通過高、低壓取壓口傳遞出的壓力經(jīng)過差壓變送器等設(shè)備,,可以得到流體經(jīng)過均速管流量計(jì)后的壓差值,。在檢測過程中,忽略摩擦阻力,、流體高度差等因素,,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)伯努利方程可得。
2,、技術(shù)發(fā)展及通風(fēng)流量應(yīng)用分析
早在20世紀(jì)60年代,,均速管流量計(jì)就已經(jīng)由美國的底特雷希標(biāo)準(zhǔn)公司(Dietericn Standard Corporation)研制出來了,并在石油化工和化肥裝置大口徑管道的空氣等介質(zhì)流量的測量中應(yīng)用,。由于該儀表在大口徑管道流量測量的優(yōu)勢,,后續(xù)得到了廣泛研究、應(yīng)用和發(fā)展,,并逐步發(fā)展出了多種截面類型的儀表,,先后經(jīng)歷了圓形、菱形,、機(jī)翼形,、T形、子彈頭形及德爾塔形等,。早年,,我國在引進(jìn)相關(guān)化工裝置的同時(shí)引進(jìn)了均速管流量計(jì),使得該類儀表在國內(nèi)大口徑流量測量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,,并有多家儀表廠開始對該類儀表進(jìn)行研究和生產(chǎn),,進(jìn)一步推動了該類儀表的應(yīng)用。目前,,應(yīng)用最為廣泛的在發(fā)電廠一/二次風(fēng)量、化肥廠風(fēng)量及生產(chǎn)企業(yè)通風(fēng)等多個(gè)領(lǐng)域大口徑管道的流量檢測,。根據(jù)全球流量儀表市場的調(diào)查數(shù)據(jù),,均速管流量計(jì)處于全球流量儀表的前十位。
在應(yīng)用均速管流量計(jì)測量管道流量時(shí),,同其他流量儀表一樣,,需要在滿足一定的前、后直管段長度條件下才能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確度,,一般要求安裝流量計(jì)前直管段長度為7D~25D,,使流體成為充分發(fā)展的湍流,。但廠房內(nèi)的大口徑通風(fēng)管道在很多時(shí)候無法布置足夠長的直管,管道流場處于紊流狀態(tài),,故一個(gè)徑向的平均流速無法代表整個(gè)管道截面的平均流速,,導(dǎo)致均速管流量計(jì)檢測精度明顯降低。 對于這種情況,,可以考慮在同一截面插入多支均速管流量計(jì),,以充分反映通風(fēng)管內(nèi)的流速分布,將單一均速管的徑向線速度平均值等效為通風(fēng)管道截面的平均速度,,以此提高通風(fēng)流量檢測的精度,。
均速管流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢在于其結(jié)構(gòu)簡單、精確度相對較高,、性價(jià)比高,、維護(hù)方便,尤其是對于大口徑管道壓力損失小,、節(jié)能效果顯著,。目前,該類流量計(jì)隨著人們認(rèn)識程度的逐步深入,,其應(yīng)用范圍也越來越廣泛,,越來越多的科研院所和廠家正在開展深入研究, 研究方向主要在以下3個(gè)方面:
a. 均速管流量計(jì)檢測儀表?xiàng)U截面形狀,;
b. 均速管流量計(jì)檢測儀表?xiàng)U開孔位置與開孔數(shù)量,;
c. 均速管流量計(jì)的計(jì)算流體力學(xué)仿真。