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浸入式流量計安裝常見(jiàn)錯誤及如何避免

更新時(shí)間:2024-06-06點(diǎn)擊次數:557

壓縮空氣是加壓氣體最典型的應用,我們將簡(jiǎn)要介紹測量壓縮空氣體積流量時(shí)需要考慮的事項。


圖 1:板理論和粘性流體中的流動(dòng)剖面


在流體力學(xué)中對流動(dòng)剖面進(jìn)行建模時(shí),經(jīng)常使用平行板模型。在假設上板以恒定速度移動(dòng)的模型中,與流體中的聲速相比,板的移動(dòng)速度相當低。根據該模型,上板表面的流速等于板的速度,而下板表面的流速為零。那么速度曲線(xiàn)在這兩者之間如何變化呢?這就是重點(diǎn)。

圖 1 中給出的示例實(shí)際上對于壓縮空氣無(wú)效。因為這里給出的示例是針對粘性流體而建議的。我們給出這個(gè)例子的原因是為了引入“流剖面"的概念。因為在此模型中可以以簡(jiǎn)單的形式理解流量和速度分布的概念。在此特定示例中,下板邊界處的流速為零,在上板邊界處達到恒定的最大值,并且存在恒定的力 F 移動(dòng)上板以維持該速度。速度梯度是線(xiàn)性的,在這種情況下,層流充分發(fā)展。


圖 2:管道中流動(dòng)的流動(dòng)發(fā)展


圖 2 顯示了管道中流動(dòng)的演變。如果流動(dòng)完整,則速度分布是對稱(chēng)的。也就是說(shuō),管道壁處的流速為零,管道中心處的流速最大。在這種情況下,如果已知流動(dòng)的平均速度,則通過(guò)將其乘以管道橫截面積即可獲得體積流量。

這就是壓縮空氣流量測量中充分開(kāi)發(fā)的流量剖面的重要性的體現。雖然流量計的測量原理不同,但幾乎都是通過(guò)測量或計算流量來(lái)計算流量。因此,需要“充分發(fā)展的直管距離",使我們免受在流動(dòng)中產(chǎn)生額外湍流的影響。


圖 3:壓縮空氣流量計的推薦安裝條件


圖3顯示了壓縮空氣流量計的直管距離。根據這些條件,例如,在單個(gè)彎頭后安裝流量計之前,必須在流量計之前提供15倍管道內徑的直管距離。另外,流量計后面需要有5倍管徑的直管距離。

圖4顯示了正確組裝的兩個(gè)不同示例。在這些示例中,管道上留有直管距離,距會(huì )產(chǎn)生湍流的彎頭足夠遠。安裝在相關(guān)直線(xiàn)上的任何分支或連接點(diǎn)(甚至是盲點(diǎn))都將成為巨大湍流的來(lái)源,并會(huì )擾亂速度曲線(xiàn)。


圖 4:管道上沒(méi)有湍流源的直線(xiàn)安裝
圖 5:渦輪壓縮機出口渦街流量計安裝示例


在現場(chǎng)條件下可能并不總是能夠找到直管距離。在這種情況下,需要做的是修改管道以確保建議的距離。

例如,圖5顯示了為適應所需直管距離(示例中流量計為 20D + 5D)而進(jìn)行的線(xiàn)路修訂。

不正確的裝配示例

在沒(méi)有適當安裝條件的情況下進(jìn)行的現場(chǎng)測量會(huì )產(chǎn)生誤導性結果。浸入式壓縮空氣流量計,特別是用于移動(dòng)測量,由于其易于安裝而成為首要選擇。然而,如果后來(lái)安裝在非測量用途的管道上的支管在現場(chǎng)條件下未正確打開(kāi),則測量結果不正確。在現場(chǎng)使用浸入式流量計時(shí)要考慮的最重要問(wèn)題是直管距離、浸入長(cháng)度以及避免在管道中產(chǎn)生湍流的影響。


圖 6:未正確安裝的浸入式流量計


在圖6所示的安裝中,雖然有足夠的直管距離,但總共有3個(gè)過(guò)渡點(diǎn),其中2個(gè)在流量計探頭的正前方,1個(gè)在流量計探頭的正后方。在這種情況下,距離探頭幾厘米的三個(gè)獨立的不規則過(guò)渡點(diǎn)會(huì )產(chǎn)生巨大的湍流源。



在圖 7 所示的 CFD(計算機輔助流動(dòng)分析)示例中,給出了管道中的不規則性在流動(dòng)中產(chǎn)生脈沖湍流的示例。

在圖 6 中的錯誤安裝示例中,管道過(guò)渡連接編號 1、T 形接頭入口編號 2 和 T 形接頭出口編號 3 將產(chǎn)生類(lèi)似于圖 7 所示分析結果的渦流效應。在這種情況下,不可能獲得流量計探頭可以測量的規則流量剖面。

確實(shí),無(wú)法測量的參數就無(wú)法管理。然而,更糟糕的是根據錯誤的測量結果進(jìn)行管理。流量計和其他測量設備安裝不正確會(huì )誤導測量結果,由于測量結果不正確,將無(wú)法做出正確的技術(shù)和決策,從而對業(yè)務(wù)效率產(chǎn)生負面影響。

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