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一、前言

压缩空气流量是表述空气压缩机性能dezhong要can数,也是工业guo程中ce量dezhong要can数。随zhou空气压缩机de广泛应用,qi流量de准确ce量对于产品升级、工业生产guo程祄u刂苃ejianceyi及jie能减排都显得至关zhong要。压缩空气流量是指在短zanshi间内流guo某上dengtong截面de压缩空气数量与tongguoshi间之bi。压缩空气数量yi体积表蔶ing莆寤髁浚瑈i质量表蔶ing莆柿苛髁俊Ⅻ/p>

二、流量ce量

流量ce量方fa大致keyi归纳为yi下四种:①利用伯努利方程yuan理,tongguoce量流体差压信号反ying流量de差压式流量ce量fa,用这种方fa制成deyi表如转子流量计、靶式流量计he弯管流量紁in取"趖ongguo直接ce量流体流速得chu流量de速度式流量ce量fa,用这种方fa制成deyi表如涡轮流量计、涡jie流量计、电磁流量计he超声波流量紁in取"劾胋iao准xiao容积连续ce量流量de容积式ce量fa,用这种方fa制成deyi表如椭yuan齿轮流量计、腰轮流量计he刮板流量紁in取"躽ice量流体质量流量为mudede质量流量ce量fa,用这种方fa制成deyi表如热蔶ie柿苛髁考啤e氏质量流量计he冲量蔶ie柿苛髁考pin取an并非所有ce量方fa或ce量yi表都适合压缩空气流量dece量,应根据压缩空气本身de特性、ce量要求he使用条件不同,选择合适dece量方fa或yi表。yi下総u钢质屎涎顾蹩掌鴇echang用de流量ce量方fahe流量计进行介绍。
1.jie流装置流量ce量jie流装置ce量流量是差压式流量ce量fade一种,在压缩空气流量ce量謝iao梅絝a使用*为普遍,qijing度hewen定性也较好。qice量yuan理为在充满流体de管线中安装jie流装置,ze该装置de上游侧与喉部或下游侧之间产生一个静压差,该压差与压缩空气流量之间有确定de数值关系,tongguoce量差压值keyi求得流量。

qm=C(1-β4)-1/2 επ(d/2)2(2Δpρ1)1/2 (1)

qi体积流量ke用下面de公式确定:

qv=qm/ρ

蔶ie qm——单位shi间内流guojie流装置de流体质量流量,单位为kg/s;

d——工况条件下一次装置jie流孔直径,单位为m;

β——直径bi,指工作条件下一次装置jie流孔或喉部直径与上游管dao内径之bi;

Δp——差压,单位为Pa;

ρ——流体密度,单位为kg/m3;

ε——流体ke膨胀性系数;压缩空气流量ce量方fa分析

C——流chu系数。

chang用dejie流ce量装置觴iao篈SME喷嘴ce量装置、ISA1932喷嘴ce量装置、孔板ce量装置he文丘里喷嘴ce量装置。qi中ASME喷嘴heISA1932喷嘴ce量装置de气体流chu系数值较大,jing度也较高,使用也较多。ASME喷嘴ce量装置由于气体tongchang直接排空,且要求ce量喷嘴压差de压差计量程较xiao,因此ce量大流量shi,该装置de尺寸也bi较大,不便于移动ce量,如tu1所shi


                                              tu1 ASME喷嘴ce量装置shi意

                                                1.隔板2.导板3.ASME喷嘴

ISA1932喷嘴ce量装置ze相对紧cu,体积xiao,便于携带he安装,ce量范围也相对较广,如tu2所shi。

                                                      tu2 ISA1932喷嘴ce量装置shi意

为了研究ISA1932喷嘴ce量装置与ASME喷嘴ce量装置dezhong复性he一致性,jiangliang段ISA1932喷嘴ce量段串接,zai与ASMEce量段串接。试验謝iao辛薎SA1932喷嘴前后ce量段de差异试验heISA1932喷嘴前后ce量段liang组压力表de偏差试验,jiangyi表带laide误差尽ke能地减xiao,为更好地进行bi对试验准bei了条件。
在进行liang套ISA1932喷嘴ce量装置(1#装置与2#装置)之间对bishi,分bie对直径为5.56mm、9.53mmhe15.88mmde喷嘴进行试验。试验结果jian表1。

                                                                  表1 试验结果

为了验证ISA1932喷嘴ce量装置dezhong复性,选取直径为9.53mmde喷嘴进行试验。保证试验工况基本相同de情况下,试验结果jian表2。

                                       表2 试验结果(直径为9.53mm)

yi上数据是在压力he流量差异较大shidece量结果,keyi看chuISA1932喷嘴ce量装置dejing度、一致性hezhong复性都bi较良好,且有较大de使用范围,已经da到了试验室ce量压缩空气流量de要求。
*后jiangISA1932喷嘴ce量装置与ASME喷嘴ce量装置dece量结果进行bi较。由于liang套ISA1932喷嘴ce量装置一致性良好,用于bi较de是liang套装置ce量结果de平均值。试验结果jian表3。

        表3 ISA1932喷嘴ce量装置与ASME喷嘴ce量装置dece量结果

tongguo试验结果keyi发现ISA1932喷嘴ce量装置在使用直径为9.53he15.88mm喷嘴与ASME喷嘴ce量装置在ce量结果上保chi一致,偏差均xiao于1%。而ISA1932喷嘴ce量装置在使用直径5.56mmde喷嘴shi,误差很大,且是偏大方向。分析yuan因ke能由于5.56mmdeISA1932喷嘴直径太xiao,气体中存在de水di或油di吸附在喷嘴上,导致喷嘴压差增大,ce量结果偏大。于是在ce量装置前加装了水分离器he油guo滤器,zai次jiangliang个ISA1932喷嘴ce量装置串联,并jiang直径为5.56mmhe9.53mmde喷嘴分bie安装在位于liang个ce量装置中进行试验,且絟uan晃恢煤髗ai次进行试验。试验结果jian表4。

                            表4 试验结果(加装水分离器he油guo滤器)

ce量结果表明在安装水分离器he油guo滤器后,ce量数据与zhen实謉anghi一致,误差也在允许范围yi内。因此,对于ISA1932喷嘴yi及同yuan理祄u装錮eng安装在管dao内dece量装置,qi上游应加装水分离器he油guo滤器,保证气体具有一定de洁jing度。同shi在试验guo程謝iao⑾盅沽e偏差对于该lei装置dece量结果影xiang较大,为保证ce量jing度,应选择0.4级或deng级更高de压力表或压力传感器。

jie流ce量装置tongguo选择合适dejie流装置公称直径he直径bi,keyi很好地保证流量ce量dejing度hewen定性,tongchang用于试验室wen定工况条件下de流量ce量,适合ce量流量de瞬shi值。suiran由于cai集技术hePLC技术de进步,利用该yuan理制成de各lei差压式流量计keyi在工厂复杂条件ce量流量de瞬shi值helei计值,tongguowen度he压力de补偿也能da到较高dejing度。dan实际工厂条件使用shi,reng有很多quedian。

1)由于差压与流羕e椒焦叵党烧齜i,量程bi也很xiao,因此ce量范围zhai。

2)现场安装条件高,youqi是jie流装置前直管段或后直管段现场要求往往难yi满足。

3)jie流装置与差压yi表间需要有引管或fa门deng连接,容易xielou、堵塞he冻结,造成ce量失灵。

4)youqi对于biao准孔板lai说,biao准孔板de尖锐度随yun行shi间褃ingげ欢夏ニ鸨涠郏琧e量准确秗en陆担淮蠊芫禸iao准孔板在高wen下yun行容易变形,形成凹凸面,影xiangce量准确度。

5)biao准孔板、喷嘴压损大,对工厂jie能不利。

2.涡jie流量计

heng河涡jie流量紁in腸e量主体是非流线型xuan涡发生体。dang流体流guoxuan涡发生体shi,在发生体liang侧会交替地产生xuan蝬iao⒃谒黡e下游形成规zedeliang列不对硃in膞uan涡義iao鐃u3所shi。

                        tu3 xuan涡发生yuan理

所shi在一定纙hou凳段冢瑆en定dexuan涡产生pinlvf与xuan涡发生体chude流速ν有确定de关系:

f=Stv/d (2)

蔶ie St——斯特罗ha尔数;

d——为xuan涡发生体de特zheng尺寸。

dangxuan涡发生体de形zhuanghe尺寸确定后,jiketongguoce量xuan涡产生pinlvflaice量流量qv,qi流量方程式为:

qv=f/K (3)

蔶ie K——yi表系数,一bantongguo试验ce得。

涡jie流量紁in挠興ian:

1)结构jian单,安装维护方便。

2)无内部ke动部件,使用寿mingchang。

3)ce量jing度较高,ce量范围较宽。

4)压力损失xiao。

qi局限性主要是对振动he流体脉动较敏竫iao园沧坝幸欢╠e要求,且不适用于di纙hou凳齞ece量。

3.热蔶ie柿苛髁考劈/p>

热蔶ie柿苛髁考pin膟uan理是tongguoce羕e辶骶髁考颇诩yourenghide冷却效应lai计羕e辶髁縟e。热蔶ie柿苛髁考破錿ongguodece量段内有liang个热阻元件,qi中一个作为wen度检ce,另一个作为紋ou绕鳌en度传感元件用于检ce气体wen度,紋ou绕鱶etongguogai变电流lai保chiqiwen度与被ce气体dewen度之间有一个heng定dewen度差。dang气体流速增加,冷却效应越大,使须保chi热电阻间hengwende电流也越大。此热传di正bi于气体质量流量,ji供给电流与气体质量流量有一对应de函数关系lai反ying气体de流量,如tu4所shi。

                          tu4 热蔶ie柿苛髁考苰uan理

             n  1、4.热电偶2.管dao3.紋ou绕?.功lv表

热蔶ie柿苛髁考埔蛭猚e量位置不同ke分为热分bu式hejinru式。热分bu式由于在管外壁bu置传感器,因此对环jinghe管壁内de结垢有较高要求。因此ce量压缩空气流量一ban使用jinru式热蔶ie柿苛髁考啤4蟛糠謏inru式热蔶ie柿苛髁考菩阅懿皇馨沧白耸朴皒iang。ran而在di流速ce量shi因受管dao内气体对流de热流影xiang,使安装姿势显得zhong要。因此在di流速流动shi要获得**ce量,必须遵xun制造厂依据yi表设计结构而定de安装建议。热蔶ie柿苛髁考苹咕哂醒顾餯i,流量范围度大,jing度高,ke靠性好yi及不易受环jing影xiangdeng优dian。热蔶ie柿苛髁考苢uedian在于xiang应man、会对xiao流羕e宕鴏ai热量,对气体清洁度heludian有一定de要求。

san、压缩空气流量计de选型

根据对美国所安装deqian余台流量yi表de调查,发现约有60%所选择ce量方fa不是*合适de或使用不正确,sheng余de大部分suirancai用合适dece量方fa,却cuo误地bu置he安装。由此kejian正确选择he使用流量计并非易事。选择正确de压缩空气流量计shou先要了解yi表性能,根据ce量jing度、wen定性deng要求,对yi表进行大概deguo滤。如:试验室**ce量ke选用差压式流量计。qi次,要考lv安装条件,yi表处于管daode位置,前后直管段是否满足要求,管daoheyi表是水平安装还是竖直安装,管dao周围空间大xiao是否便于yi表维护denguan挂糽v到现场dewen度对yi表de影xiang,是否有电磁干扰,是否存在振动,例如涡jie流量计ji使在没有气体tongguoshi,如果有振动,也ke能会chu现读数。*后,从经济方面考lv,如工厂在线jiancede流量计选择,ze要考lv减少压损,jie约能耗;在大规格de管dao上应尽量使用插ru式流量计,减少管lu安装deng,yijie约成本。另外,应尽ke能保证压缩空气de洁jing,yi免影xiangce量jing度,因此在气体质量不好或者ce量xiao流量shi应加装油分离器he水分离器deng緃uan鑒ei。

四、结语

压缩空气流量ce量是工业guo程中非changzhong要de环jie,而流量ce量yi表多种多样,在选择yi表shi应充分考lv到**度、ce量环jing、zhong复性、ce量范围、压力损失hexiang应shi间deng因su,才能选择到合适deyi表进行正确dece量。随zhou传感器技术簍u苨uan机技术de进步,压缩空气流量ce量jiang向高ke靠性、广泛de适应性及良好de信号传输deng方面发展.
 
 

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