这些流量计的基本原理是一样的,都是利用流体动压原理的流量计:
运动中的流体保持其流动的能量称动压能。流体所具有的动压能和流速相关,改变流体的运动状态时流体的动压能会转化为动压力作用于改变流体的运动状态的物体上,检测这个物体所受的力或者直接测量动压力就能得到流速,并进而获得流量值。
● 这类流量计的老祖宗是皮托管(下图)。它用一个开口迎向流束的开口管(动压管)测量动压能,简单的说就是流束撞在管口后因为受阻,动压转换为压力;用另一根开口垂直于流束的管子(静压管)测量管道压力,两根管子的压力差和介质的流速相关。其输出差压(△P)和流体平均速度(V),根据经典的伯努利方程有:
V= K×(2/ρ×△P)^(1/2)
式中;△P— 全压与静压之差,kPa;
ρ — 流体在工作状态下的密度Kg/m3;
k — 校正系数。
如果用流量来表示,其流量计算基本公式为:
Qv=K×π/4×D2(2ΔP/ρ)^(1/2)
式中:Qv — 流经测量管的流体流量m3/h;
D — 测量管内径mm。
● 皮托管有个致命问题,即它只能测量管道中一个点的流速。而管道中心和靠近管壁的介质流速是不同的。为解决这个问题,采用的办法是多测几个点的动压,取其平均值。于是有了一种外形像笛子一样的测量管,国内根据形状称笛形管或根据功能称匀速管,国外叫阿牛巴。
● 至此,测量的基本问题已经解决。但还存在一些影响精度的 “小问题”。那些这个“巴” 那个“巴” 实际上就是用不同方式来解决这些“小问题”的产物。
动压管开口处的压力不均匀,中间接近实际动压,周边压力较低,而且受流束和流速的影响; 静压管为了避开管壁影响和减少扰动管内流场以及安装上的原因,往往设置在动压管后方。而流体中的阻挡物后方,会形成负压区以及扰动(参考涡街的产生);
利用测量管后方的负压,扩大信号幅度,补偿流束对动压管的影响;
● 至于这个“巴” 那个“巴” 的优缺点,以及应用场合,厂商的各种说辞,用户基本上无法验证。个人认为,除了确实可以提高测量精度外,没有明显的差异。而且这个提高精度多半还有制造精度提高的因素在内。所以选型时主要还是看给出的技术指标,合用就好。
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