矩形截面管均速管流量計的製作方法

2023-06-13 10:45:51

專利名稱：矩形截面管均速管流量計的製作方法
技術領域：
本發明是型涉及一種用於矩形截面管道內測量流體流量的均速管流量計，特別是一種適用於測量氣體流量的均速管流量計。
目前應用於矩形截面管道的流量測量的方法主要有採用節流裝置(矩形孔板、矩形文丘利管等);利用測速計或流速計(畢託管、各類插入式流速計等)測出管道截面上多點(包括一點)處的流速，然後將點速與給定面積相乘並求和(速度-面積法)得到流量;示蹤法等方法。第一種方法壓力損失大，對於安裝條件(如前後直管段)和輸送介質的要求較高。但由於大多數矩形管道輸送壓力較低，現場安裝條件亦不易滿足，因而限制了其使用範圍。尤其當介質含有粉塵、煙霧和腐蝕性物質時，更無法使用。第二種方法操作不便，耗費時間長，很少在工業生產中應用。第三種方法需要添加示蹤物質，附屬設備多，成本高，一般只能用於一次性的現場校驗。
本發明具體的目的是設計一種壓力損失小，能低壓下使用，普遍遍適用於各種矩形截面管道，尤其是輸氣管道的流量計。它具有結構簡單、操作方便、造價低廉，安裝維修方便，特別適用於廢氣，煙氣等惡劣介質條件的場合，可在環保工程，採礦、冶金、電站等領域內廣泛應用。此外，它還具有壓力損失小(即能耗低)，精度較高且長期穩定性好以及使用壽命長等優良性能。
為了達到上述目的而提出的設計方案為一種用矩型截面管道的均速管流量計，它具有檢測計、差壓計，檢測計插入矩形截面管道，檢測計逆流面設一個或一個以上的總壓孔，檢測杆逆流面矩型截面管道壁上設一個或一個以上的靜壓孔。其特徵在於檢測杆為一個或一個以上多個組成，檢測杆分布按對數一線性法，或對數一切比彐夫法或彐夫法沿管截面布置，檢測杆上的總壓孔的分布按對數一一線性法或對數一切比彐夫法設置。通過設置的總壓孔測得矩形管橫截面上的平均總壓，同時由靜壓孔測得靜壓，通過壓差計得到總壓、與靜壓、之差即為動壓，然後根據體積流量正比於動壓平方根的關係式求得流量。其基本原理與目前應用於園管的均速管流量計類似，但由於矩形管道內流速分布比園管內的更為複雜，(不僅與雷諾數有關，還與矩形截面的形狀尺寸有關)，故每根檢測杆上總壓孔的布置，及檢測杆的數量布置不同，為了從二度光間上復蓋矩形截面，必須按一定的規律布置數根檢測杆組合使用。檢測杆上的的總壓孔位置和檢測杆沿管戴面的傾向布置，在原則上有兩種確定方法，即對數-線性法及對數-切比彐夫法，其方法是將矩形截面等分為m-n個面積單元。在每一面積單元的平均流速點處布置一個總壓孔，若m為插入管截面的檢測杆數，則n為每根檢測杆上的總壓孔數，即在管截面上一共布置m×n個總壓孔，由於平均流速點位置與管內流速分布有關。故對於速度較大的各個緊靠壁面的周緣面積單元，按對數規律確定其總壓孔位置，對於其餘各內部單元，則按對數線性規律(對數-線性法)或切比雪夫數值積分的插值點(對數-切比雪夫法)確定其總壓孔位置。每一總壓孔的插座標(檢測杆的插入位置)與縱座標(檢測杆上的總壓孔位置)，可分別應用上述方法獨立求得。切 雪夫積分的插值點與被積函數形式無關，在插值點數不多的情況下，積分精度較高，故一般宜採用對數-切比雪夫法，在確切知道內流速分布的條件下，可用對數-線性法。
總壓孔數太少或過多均會影響流量測量的精度標一般說來，對於大口徑管道、安裝條件較好及精度要求較高的場合，總壓孔數應適當增加;反之，則可減少，插入的檢測杆數m不宜太多，且宜從長邊插入以有利於減輕檢測杆本身對流場的幹擾。因為檢測杆的開孔位置與插入位置是分開確定的，且m不必等於n，故且組合較為靈活，適用範圍廣，m≤3，可完全採用切比雪夫法定位;n一般取偶數，且不小於4。推薦的常用組合方式為3×4，2×4等在小口徑，大雷諾數、正方形截面管道且精安要求不高的特殊場合，可以採用1根檢測杆。
檢測杆外形可分即檢測杆的橫截面可知圓形、菱形、和扁圓形，結構形式可分為分離型，懸壁型、支撐型。按工作條可分類為普通型、高溫型、耐腐型等，差壓計可根據具體情況配置各種不同類型的差壓計，其區別在於當測量精度要求高時，每根檢測杆應各自配一臺差壓計，並取得各壓差值的平方根的算術平均值計算流量。也可將所有檢測杆的總、靜壓孔分別連通而使用一臺差壓計。靜壓孔可為一個或數個，視管道截面尺寸大小而定。檢測杆截面尺寸和總、靜壓孔孔徑大小等均參照圓管均速管流量計的有關規定。下面根據圖詳細說明

圖1矩形截面管均速管流量計結構示意。
圖2是3×4組合的總壓孔布置圖。
圖3是檢測杆的橫截面示意圖。
圖1所示為典型的矩形截面管道均速管氣體流量計的示意圖，檢測杆1插入矩形管道2，並藉助於法蘭3密封與外界隔絕，迎著來流的一組總壓孔4和背部靜壓孔5所感受到的平均總壓和靜壓分別經上、下遊控制閥6、7傳至所配的差壓計8，根據測得的差壓值即可計算機求得管道流量值。
圖2所示是3×4組合的總壓孔布置圖，圖中L為長邊，H為短邊，檢測杆從長邊插入為3根，總壓孔為每檢測杆4個。
圖3為檢測杆1的橫截面的形狀，它可在各種不同情況下採用、有圖形、菱形、扁圖形等等。
總之本發明上述所述的矩形截面管的均速管流量計。具有結構簡單，操作方便、精度與復現性好的特性而且適用的範圍廣。
權利要求
1.一種用於矩形截面管道的均速管流量計，它具有檢測杆、壓差壓計，檢測杆插入矩形截面管道，檢測杆逆流面設一個或一個以上的總壓孔，檢測插逆流面或在矩形截面管道壁上設一個或一個以上的靜壓孔。其特徵在於檢測杆為一個或一個以上多個組成，檢測杆分布按對數一線性法或對數一切比雪夫法或雪夫法沿管截面布置，檢測杆上的總壓孔的分布，按對數一線法或對數一切比雪夫法設置。
2.根據權利要求1所述的矩形截面管道的均速管流量計，其特徵在於檢測杆的橫截面為園型或扁圓形或菱形。
3.根據權利要求1所述的矩形截面管道的均速管流量計其特徵在於多個檢測杆可共用一差壓計或每檢測杆設置一差壓計。
4.根據權利要求1所述的矩形截面管道的均速管流量計，其特徵在檢測杆設置在矩形截面的長邊上。
全文摘要
本發明是涉及一種用於矩形截面管道流量測量的均速管流量計。根據矩形截面管道內流速分布的特點，它採用了特殊的總壓孔布置方案。通過檢測杆的不同組合方式，它可以適用於各種截面形狀和尺寸的矩形管道。它具有結構簡單、造價低廉、裝卸維修方便、操作容易、精度高，復現性好以及使用壽命長等特點，因而適用範圍很廣，它不僅能在低壓、高溫等條件下工作，且特別適用於廢氣、煙氣、空氣等介質的測量，本實用新型可在環保、冶金、化工、採礦、電站、高層建築等領域內廣泛應用。
文檔編號G01F1/34GK1051423SQ9010288
公開日1991年5月15日 申請日期1990年6月23日 優先權日1990年6月23日
發明者吳國玢, 王關根 申請人:上海機械學院