皮托管 均速管

  皮托管这样一种古老的流速计,之所以至今还能广泛地被人们所重视和采用,是因为它结构简单,价格低廉。而且只要经过精心设计和制造,严格标定和修正,在一定的流速范围内,它还能达到较高的测量准确度。

1 .皮托管工作原理

  要了解皮托管的测速原理,首先应了解皮托管的构成。目前使用的皮托管是一根双层结构的弯成直角的金属小管,如图 5-1 所示。

皮托管

  在皮托管的头部迎流方向开一个小孔 A ,称总压孔。在皮托管的头部下游某处又开有若干小孔 B ,称为静压孔。皮托管所测得的流速是皮托管头部顶端所对的那一点流速。当皮托管没有插人流场时,设某一点的流速为 u ,静压为 p 。为了测得该点流速,我们将皮托管顶端的小孔 A 对准此点,并使皮托管轴线与流向平行。这时由于插人了皮托管, A 点的流速被滞止为零,压力由原来的静压 p 上升为滞止压力 p0 (或称总压 p0 )。 p 。不但包含了流体原来的静压力 p ,而且还包含了由流体动能转化为静压力的部分。也即 p0 包含了流速 u 的信息。只要从 p0 中将原来的静压 p 减去,就可得到流速值 u

2 .用皮托管测量流量

  皮托管只能测量流场中某一点的流速,而流体在管道中流动时,同一截面上各点的流速是不同的,为了得到流量值,应该测得管道截面上的平均流速。由于管道中各种阻力件及管道粗糙度对流动的影响,一般很难从理论上给出流速分布的函数和平均流速的位置,所以,用皮托管测量流量,一般是用实验的方法来研究。通常的做法是将管道截面分成面积相等若干个部分,然后测量出每一部分的特征点流速,并以该特征点流速代表每一部分的平均流速,该平均流速乘以每一部分的面积就是通过该面积的流量。把通过各部分面积的流量累加起来就是通过整个管道的流量。这种测量方法叫做速度面积法,是皮托管测量流量的基本方法。

  用皮托管测量流量的关键是如何确定特征点。目前比较常用的有等环面法、切比雪夫积分法和对数线性法。

均速管流量计

  均速管流量计(习称阿纽巴, Annubar )是基于皮托管原理发展起来的一种新型差压式流量计。它的基本结构是一根中空的金属杆,称为检测杆,检测杆上迎流方向开有成对的测压孔,测量管道中流体平均总压 p0,. 在检测杆背流方向或下游管壁上测量流体静压 p, 用平均总压和静压之差△ p 来表示流量,如图 5-2 所示。常用来测量液体 气体和蒸汽的流量。

均速管流量计

  由于管道中流速分布是不均匀的,为了测量准确,将整个圆截面分成四个等单元面积,两个半圆和两个半环。检测杆上设有两对总压孔,使它们正好处于每个单元面积之中,所测总压即反映各个单元面积内的流速大小。并在检测杆中将各点总压平均后和位于检测杆的背流方向轴线位置的静压检测孔测得的静压分别引出流量传感器,形成差压△ p 输出。

均速管流量计

均速管流量计型号分类

  均速管流量计可以分成很多类:按检测杆的截面外形可分成圆形、菱形和椭圆形;按工作条件可分成普通型、高温高压型和耐腐型;按连接方式可分成插人型和整体型;按静压取压方式可分成背部取压和管壁取压等。为了适应工业测量中的不同需要,均速管流量计有多种型号。73 型、 75 / 76 型和 85 / 86 型,国内开发了相应的流量传感器对应于国外传感器 LGZ20~50 LGZ 40~150 LGZ90~1800 LGZ300~2750 。从流量计型号可以看出,均速管流量计适用的管径非常大。

均速管流里计特点

( 1 )结构简单,重量轻,制造成本低,加工工艺没有特殊要求。

( 2 )压损小,能耗小。均速管流量计的不可恢复压损仅占信号差压的( 2~ 15 ) % ,而最常用的孔板流量计的压损约占信号差压的( 40 一 80 )%。所以,长期运行,均速管的节能效果非常明显。

( 3 )适用范围广。均速管流量计除不适用于有沉淀和脏污介质外,适用于液体、气体和蒸汽等多种介质的流量测量。

( 4 )准确度和稳定性较好。

( 5 )作为一种插人式流量计,安装、拆卸方便,维修方便,因结构简单,又没有易磨损的转动件,安装后几乎没有多少维修工作。

( 6 )对管道布局要求较低,流量量程和输出差压较低。

均速管流量计

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