摘 要: 在能源日益紧张的今天,对
流量计的另一个要求是减小流量计本身产生的能量损失。在有些情况下,过高的压力损失还会使设备无法工作。电磁流量计、超声波流量计在管道中没有节流装置,理论上没有任何损失。然而,在实践中为了减小流量计上下游直管段,在管道中安置了流动调节器,目的是使管内流动尽快达到标准管流,以保证准确的测量。槽道流量计正是在这样的背景下产生的。
由于流量计跨学科的特点,在流量计的研发中,一个共同的认识是,许多流量计(包括孔板)在标准装置中标定时可以获得理想的结果,而在实际应用中,由于管线上存在拐弯、阀门、泵等装置,实际性能水平往往会受到很大影响。发生这种情况的主要原因是被测量的流动无法达到标准装置中的流动状态。要想获得标准的管流,必须在流量计的上游安排(10~20)D的直管段,同时要在下游安排一定长度的直管段。为此,新的流量计研发要解决的重要问题是如何在非标准的流动中能够准确测量流量。所谓非标准的流动是相对充分发展的管流的偏离。
在能源日益紧张的今天,对流量计的另一个要求是减小流量计本身产生的能量损失。在有些情况下,过高的压力损失还会使设备无法工作。电磁流量计、超声波流量计在管道中没有节流装置,理论上没有任何损失。然而,在实践中为了减小流量计上下游直管段,在管道中安置了流动调节器,目的是使管内流动尽快达到标准管流,以保证准确的测量。槽道流量计正是在这样的背景下产生的。
一、槽道流量计的试验方法和特点
在流量测量领域,随着现代电子技术的迅猛发展,二次
仪表技术已经达到了很高的水平。然而,对管道流动流体力学特性的研究和应用并未引起人们的充分注意,仍然停留在比较初级的水平,越来越成为流量测量技术进步的瓶颈。对于任何流量计来说,获得准确的流量的基础是在流量计的上游获得标准的管流,而这一点在实际使用中难以做到,从而无法获得准确的计量。
南京航空航天大学明晓教授从流体力学的源头出发,以流动控制的观点来解决问题。他提出了一种有着优秀流体力学特性的节流装置。该节流装置将管流迅速调整为环形槽道流动,以获得十分稳定的差压,该节流装置的流量计被命名为槽道流量计。他们对槽道流量计进行了大量的理论分析、数值模拟和实验研究,理论上证实了该流量计是迄今为止综合性能*优的差压式流量计。目前,槽道流量计已获得国家专利。
1.工作试验方法
如图1所示,槽道流量计的节流件——纺锤体,沿测量管中心轴线安装。其几何形状根据流体力学试验方法精心设计,并采用基因算法进行优化,呈完美的流线型,理论上能完全避免流动分离和漩涡的产生,对流体的阻力达到*小。纺锤体中部适当位置有一等直径段,与测量管的内壁之间形成均匀的环形通道。槽道流量计的高压取自纺锤体头部对应的测量管壁处,低压取自环形槽道的中后部。
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