分流装置的流体流量与差压关系的研究

分流装置的流体流量与差压关系的研究

1回流的数量流量在单位时间内通过管道或设备的水平段的数量称为流量。流过的数量按体积计算的称为体积流量,用符合表示;按质量计算的称为质量流量,用符号表示。2流体的流场流体必须充满管,并必须连续流动;流体必须是单相的,在物理学和热力学上是均匀的;流体流经节流装置不发生相变,流速稳定;流体在流经节流装置前,其流速必须与管道轴线平行,不能有旋转流。3调整流场分布测量流经管道内的流体流量时,必须考虑其流动状态、流动分布等,因为流体在管道内的流动分为层流和紊流两种状态,层流状态只限于流量小的时候呈现,当流量变大时就会产生紊流,并且两者在管道内的流速分布状态是不一样的,流体由于有粘性,因此流过管道时与管壁接触部分粘着内壁,摩擦阻力大,所以,即使在统一管道截面上,管道内流体的流速因其流经的位置不同而出现不同的流速,即越是接近管内壁的流体,流速就越慢,流经管道中心部分的流体,流速最快。所以在安装节流装置时,流速分布都是在一定的直管段条件下才适用,尤其是在流速快的紊流情况下,要流经足够长的主管段才会出现,所以在安装配管时,不可避免地要在管路上安装阀门和弯管段(弯头),于是,在其下游侧管道内的流速分布就发生混乱,例如在弯管处会产生二次流,即其下游的流动要产生偏流;空间双弯管的流动则会产生旋流。所以,测量流量时,如果不调整管道内的流速分布就不能进行准确的测量。调整流速分布的方法,一般是在节流装置上游侧安装充分长的直管段。如不能有足够长的直管段时,要在弯管和阀门后或节流装置上游侧安装整流装置。不过,由于整流器等会产生一定的阻力的损失,在冶金工厂低压管道上,一般都不使用。3.1连续方程质量固定规律流体通过任一流通截面的流量相等。此外还说明当流量一定时,流速和流通截面积成反比。当流体为不可压缩的,密度ρ为常数,即:3.2节流装置的压力和密度测量伯努利方程是理想流体定常流动的动力学方程,意为流体在忽略粘性损失的流动中,流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。根据式(1)和式(2)推导出:式中:qm——质量流量值,kg/sB——直径比(d/D)d——节流孔直径,mD——管道内径,mρ1——节流装置前流体的密度,kg/m3∆p——节流装置前、后的压力差,Pa通过以上公式可以得到,节流装置测得差压值,进而测得流体的质量流量和体积流量。对于不可压缩的流体,密度1ρ为恒定值,对于可压缩的流体,密度受压力和温度影响较大,因此在测量流体流量时,要充分考虑到温压补偿对流量参数的影响。4流量计测量方法及选用流量计要根据生产运行要求的需要,从被测流体的特性及流动情况的实际出发,综合考虑测量的安全性、准确性和经济性,合理选择取压装置的方式和测量仪表的形式及规格。安全可靠性上首先要保证测量方式可靠,即在运行中不会因机械强度或电气回路故障引起事故;其次测量仪表无论在正常生产或故障情况下都不致影响生产系统的安全。因此,一般优先选用标准节流装置,而不选插入式流量计等非标准测速装置以及结构强度低的靶式、涡轮流量计等。环境条件对流量计选型也起到了至关重要的作用,易燃易爆场合应选用防爆型仪表;为保证流量计使用寿命及准确性,选型时还要注意仪表的防振要求;选型时还要充分考虑被测介质的物理、化学特性。仪表的耐压程度应稍大于被测介质的工作压力,一般选取1.25倍,以保证不发生泄漏或意外。量程范围(最大流量、最小流量、常用流量)的选择,主要是量程上限的选择。过小易过载,损坏仪表;过大有碍于测量的准确性。一般可选为实际运行中最大流量的1.2~1.3倍。安装在管道上长期运行的接触式仪表,还应考虑流量测量元件带来的能量损失。一般情况下,在同一生产管道中不应选用多个压损较大的测量元件,如节流元件等。目前节流装置是一类历史悠久、技术成熟完善的流量仪表。它具有结构简单、安装方便、工作可靠、成本低、设计加工标准化等优点。这些优点也决定了节流装置是工业领域应用最广泛的流量测量仪表,特别适合大流量测量。这类流量计的缺点是压损较大、精度不高、对被测介质特性比较敏感、属非通用仪表。因此,尽管节流装置发展较早,但随着其他各种形式的流量仪表的不断完善和开发,工业发展对流量计测量要求的不断提高,节流装置在工业测量中的地位正在逐渐地被先进的、高精度的、便利的其他流量仪表所取代。5合理设计测点旁通过流体特性和流量公式阐明了不同工况条件下所适用的节流装置类型及选型应注意的事项。对于不可压缩的流体,例如水,在测量流量时是不需要考虑温压补