污水廠彎管流量計(jì)測(cè)量原理
| 一、引言 彎管流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、鋼鐵等行業(yè)的液體、氣體和蒸汽流量測(cè)量，能在φ10mm～φ2000mm的大范圍管道中精確測(cè)量各種流體的流量，彎管傳感器可耐高溫、高壓、可在潮濕、粉塵、振動(dòng)等各種惡劣的環(huán)境中正常工作，無(wú)插入件，無(wú)附加阻力損失，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。 二、彎管流量計(jì)的工作原理 1、原理 流體在管道中流動(dòng)，在流經(jīng)彎管時(shí)，流體類似于流過(guò)一個(gè)整流器，由于彎曲管壁的導(dǎo)流作用，在進(jìn)入彎管前2D左右流體內(nèi)側(cè)被加速，而流體外側(cè)被減速，直至進(jìn)入彎管流體的流速形式被整流成近似于自由旋流理論描述的梯形速度流動(dòng)模式，且在彎管45°截面處達(dá)到******，這個(gè)過(guò)程將持續(xù)在整個(gè)彎管中。在彎管出口處及下游2D范圍內(nèi)，流速模型的變化過(guò)程是進(jìn)口變化的反過(guò)程。彎管在45°截面各質(zhì)點(diǎn)流速分布如圖1所示。  根據(jù)質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律，在相同過(guò)流截面，各流質(zhì)點(diǎn)的能量不變，由于各質(zhì)點(diǎn)流速的變化，就形成了彎管的內(nèi)外側(cè)壓差△P。這個(gè)壓力差在45°截面時(shí)達(dá)到******，最穩(wěn)定。且45°彎管斷面的流體平均速度v與壓差DP符合平方比例關(guān)系，流量愈大，差壓愈大。流體流過(guò)彎管時(shí)的流量系數(shù)與彎管的幾何結(jié)構(gòu)尺寸(彎曲半徑R和內(nèi)徑D)有密切關(guān)系，即流量系數(shù)a=f(R，D) 因此當(dāng)彎管傳感器的幾何結(jié)構(gòu)尺寸確定之后，只要測(cè)取彎管45°截面的內(nèi)、外側(cè)壓差DP和流體的密度r就可以確定流體的平均流速v。 2、數(shù)學(xué)表達(dá)式 (1) 式中，a(R.D)—流量系數(shù); DP—45°截面內(nèi)、外側(cè)壓差; D—彎管內(nèi)徑 ;R—彎管彎曲半徑;r—流體密度。 根據(jù)管道流體流速v與流量Q的關(guān)系就可以得到以下流量計(jì)算公式： Q=p D2 /4﹒v3.6r t/h (2) 三、測(cè)量系統(tǒng)的組成 彎管流量計(jì)的基本組成包括彎管傳感器和主機(jī)，還需要配置差壓變送器、壓力變送器和溫度變送器，系統(tǒng)組成如圖2所示。 1、差壓變送器用來(lái)檢測(cè)彎管傳感器產(chǎn)生的差壓值，因此它是彎管流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)必不可少的配件。 2、系統(tǒng)是否配置壓力和溫度變送器，要根據(jù)具體測(cè)量對(duì)象來(lái)決定，對(duì)于測(cè)量蒸汽或其它氣體介質(zhì)的系統(tǒng)，原則上必須配置溫度和壓力變送器，因?yàn)樵跍y(cè)量彎管傳感器差壓的同時(shí)，必須測(cè)量介質(zhì)的溫度、壓力值，以便能對(duì)蒸汽或氣體進(jìn)行必要的實(shí)時(shí)溫、壓補(bǔ)償。見(jiàn)圖3。  |
