PDF《用测试数据评估环形通道流量仪表》

还具有边缘不易磨损, 可保持长期准确度,以及脏污流体易被 冲刷等优点,特别适用于测如高炉、焦 炉煤气等湿气体的流量. 2.机理分析 内锥流量计的前锥体与管壁形成的 逐渐收缩的环形通道(国内亦有称为边 壁收缩) ,迫使流体加速、降压,在流体 力学试验中证明是可以减小、甚至消除 上游由阻力件带来的漩涡 ;

而内锥的最 大直径与管壁的形成的最窄环形通道其 作用类似于流动调整器的管束 (或板孔) , 具有消除漩涡改善流动方向的作用.因而,可以说内锥具有节流与整流的双重 作用. 3.实流测试 天津大学自动化工程学院等单位自

2003 年开始,对内锥流量计的特性及影 响因素进行了系统的测试研究,现列出 其部分测试数据(表1) . a 充分发展紊流 测试条件:上 游具有30D 直管长度(D 内径) ,介质为 空气,流量基准: ±1% 气体涡轮流量计, 内锥流量计的样机 : β 值为 0.5,0.65, 0.85 三种;

前 锥角为40 °,45 °,

50 ° 三种;

后 锥角为120 °,130 °, 140°三种,共组合为

27 种不同参数样 机. 原文中采取了仿真及实流测试二种 方法,由于仿真试验的模型略去了前支 承立柱,与实际情况有较大出入,本文 略去相关内容. 实流测试表明 : (见表 1) (1) β 值的影响 随着 β 值的增大,流出系数 C 有 减小的趋势.β 值处于 0.5 ~ 0.65 之间 时,流出系数的分散性(原文定义为误 差)较小, 约2~3%;

而当 β=0.85 时, 流出系数 C 的分散性可达 7% 以上. (2) 前锥角的影响 较大的前锥角可减小雷诺数 Re 对 流出系数 C 的影响.随着前锥角的增大, 流出系数有减小的趋势. (3) 后锥角的影响 后锥角对流出系数影响不大(本文 略去相关参数) ,也许是所选三种后锥角 相差无几.普遍的规律是流出系数随着 后锥角增大有减小的趋势. 内锥流量计的 β 值选取 0.5 ~ 0.65 较合适,当β值选用 0.5 时,宜选取较 大的前锥角.β 不宜采用 0.85,如前所 述,选用过大的 β 虽可减小压损,但已 失去整流作用. b 上游阻力件的影响 内锥流量计自

80 年代问世以来, 其安装条件(即不受上游阻力件的影响, 而能维持较高的准确度)是最受研究机 构、生产厂商及用户关注的热点,也 是经典节流装置无法与之抗衡的优势 ;

Stephen. A. Ifft 等人于

1993 年研究测试 了上游单个、双个 90°弯头对内锥、孔 板准确度的影响,认为内锥的抗干扰性 优于孔板 ;

又于

1996 年研究测试了上 游为阀门时,其开度对内锥流量计准确 度的影响 ;

1995 年,J.S.Shen 等人开 展了内锥流量计的抗旋流特性测试,之后,S.N.Singh, Darin George 等也对此 进行了测试研究.2004 年至今天津大学 对内锥流量计的特性进行了一系列的测 试,取得了宝贵的成果. (1) 弯头的影响 内锥流量计样机 β 值选用 0.45, 0.65,0.85 三种.内径为 100mm. 阻力件弯头为三种 : 90°单弯头 ;

前锥角 后锥角 β=0.5 β=0.65 β=0.85 C Ea% C Ea% C Ea% 40° 120° 130° 140° 0.8733 5.5% 0.8515 2.11% 0.7322 7.4% 45° 0.8606 1.84% 0.8421 2.0% 0.7178 0.7178% 50° 0.8516 1.00% 0.8249 2.2% 0.7042 6.4% Ea%平均值 2.7% 2.1% 7% 等效直径比β 0.643 0.77 阀仪表间距L 5D 10D 15D 5D 10D 15D 阀开度 流出系数Co 平均值 偏差 平均值 偏差 平均值 偏差 平均值 偏差 平均值 偏差 平均值 偏差 全开 0.7145

0 0.7157

0 0.7123

0 0.7207

0 0.7207

0 0.7205