当前位置:首页 >新闻中心 > 矩形大管道的風量丈量

矩形大管道的風量丈量

2019-11-02 05:25   评论:45 点击:721
  中國鋼管信息港權威報道:大型管道中的流量丈量近年來已普遍引發人們的重視,管道內塗層塗料品種繁多 ,有乙烯基樹脂、聚氨酯、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂等數十種。美國自然氣協會(AGA)的管道研究委員會專立的NB14項目研究了38種不同類型的內塗層塗料,得出結論,以為環氧型塗料最適適用作輸氣管道的內塗層2W.環氧型塗料首要有雙組分液態環氧樹脂和熔結粉末環氧樹脂(FBE)兩大類。據報道,熔結環氧粉末作為內塗層多用於油、水和自然氣管道的內防腐,塗層厚度常在250以上。而液態環氧類塗料更適用於幹線輸氣管道內的薄塗層u2a,其中聚酰胺固化的環氧樹脂塗層更具柔韌性和耐水性 ,且能與金屬表麵較好的潤濕,塗層不易流掛,有較長的使用期和更小的毒性與刺激性。而胺類固化者則對溶劑和化學品抵抗力較好,但其易於形成多孔塗膜。
  
  行銷全球多年的英國E.Wood公司生產的COPON EP2306,即是專門用於自然氣管道內塗層的一種聚酰胺做固化劑的液態環氧樹脂,它滿足了APRP5L2和英國GBE/CM1標準的要求。對內塗層塗料的耐熱性能,日本Nippon公司專門做了研究,他們采用了硫醇(mercaptan)類代替聚酰胺做環氧固化劑,推出的塗料產品EPX-8在耐受30min的266C高溫以後仍然滿足APIRP5L2的技術指標,特別適合於先內後外的塗敷施工雙組分液態環氧樹脂也有尚待改進的地方,例如目前一般的固化時間還太長(16h實幹),固化溫度低限還太篼(1CTC擺布),這都限製了塗敷施工條件。另外,內塗層的使用壽命還是一個不完全令人放心的身分,據報道,內塗層之所以利用不廣泛,啟事之一就是其使用壽命還不能很好地確定,研究者致力於其使用壽命的評價,提出的一些試驗方法還有待驗證2.再者,目前液態環氧塗料的固體分多在40%50% ,大量溶劑的存在既不利於塗層的完整性,也給塗敷場所帶來環境汙染,研製高固體分而又易於塗敷的塗料是個發展方向。不過無論如何,這類塗料究竟有了10年以上的利用曆史 ,有的長達40年,可以以為比較成熟。在合適的利用處合加上合適的塗敷條件,內塗層塗料還是有可供選擇的餘地。並認真地著手解決。不少企業為節省場地,便於安裝 ,在管道中流體壓力不大的情況下,常采用矩形管道貼壁安裝,如火電廠進風管道、大型透風係統 ,采用邊長達2~3m的矩形管道已屢見不鮮 。這類管道中的流量丈量有一些特殊題目,不能照搬圓管中的丈量方法和儀表,而中又少有先容。前二年,筆者為解決某工程的這個題目,進行了探索,設計、製造了二台機翼流量計,並一次調試 、投運成功。
  
  1流體在矩形管道中的活動特點早在1926年,Nikuradse就對流體在矩形管道中的活動進行了測試,其等速線如所示 。它顯示出不同於圓管中的同心圓等速線 ,並且發現有二次流。
  
  二次流從本質上來看 ,是在紊流條件下,在管道橫截麵上,有垂直於軸向的法向活動,它與軸向活動疊加後形成二次流,也可稱為渦流。由於層流不存在法向活動,所以在層流條件下不可能發生二次流。
  
  (成都科學技術服務中間 ,成都(Sioooo)後,1964年 ,Brundrett及Baines又對矩形光滑管及粗糙管中的活動進行了測試。他們以為矩形管道中的二次流是由橫截麵上的雷諾力所引發的,而起首要感化的是法向應力強度,這是一種非等熵活動,紊流活動是形成二次流的基礎。1973年Landei和Ying采用分析方法描述了這類複雜的活動。他們論證了二次流有使壁麵應力均勻化的趨勢,並指出二次流將改變摩擦因子的大小,其幅度約為±10%.長期以來,人們對這類活動的研究側重在對阻力的影響,很少涉及流量的丈量,近年來才有所考慮,有關論述參見。
  
  也曾有人企圖隻測矩形管道軸向的壓力梯度dp/d,來解決流量丈量題目,其公式為1/2高度;為流體動力粘性係數;dPl/ck為無量綱軸向壓力梯度。
  
  這類方法至今還未聽說利用到實際工程中,題目在於這個計算公式是否確切地描述了實際的活動情況,是否可精確確定邊界條件。這些還有待於實踐證實。
  
  2常用方法下麵先容丈量矩形大管道流量的三種常用方法,雖各有所長,但均不盡人意。
  
  2.1速度麵積法這是一種經典的丈量方法,早已有國際標準可以遵守(IS03966,IS07194)。這類方法的優點是不受管道大小的限製,而且也還精確、可靠;不足的地方是確定一個流量值要測20多點的流速 ,丈量十分繁瑣,是以幾乎不太可能利用於產業現場上,但卻可做為一種最基本、最實際的校驗方法。
  
  中國鋼管信息港權威報道:此處要說明的是,在國際標準中,這類方法推薦的流速計是NPL型皮托管,它雖精確但對流向比較敏感,當流向偏離軸向超過10時,就將引發1%以上的誤差。在圓管中利用多屬位流不成題目 ,但用於矩形管道則應另當別論。因在矩形管道中不可避免地會存在二次流,流向偏離超過±10則司空見慣,仍用NPL型皮托管,難保必要的精確度。為此,筆者推薦一種帶導流進口的特殊皮托管,它在流向偏離軸線±40.以內時,仍可保持1%的精確度。
  
  2.2插進法2.2.1點速法點速法是通過丈量管道中某一點的流速來推算流量的方法。這類方法簡單易行,但精確度很低 ,在產業現場多用於監測,很少用於計量。
  
  原則上,采用這類方法一般流速計均可測流量。
  
  目前所用的有插進式渦輪流量計、插人式渦街流量計、皮托一文丘利管等等。筆者在此特別推薦皮托一文丘利管,它結構簡單,工作可靠,可輸出比皮托管大幾倍的差壓信號,且耐高溫及可工作在較前二者更為惡劣的現場,在火電廠及冶金、鋼鐵行業曾風行一時。要重視的是 ,其速度-差壓特性反複性差,每支均需在風洞中校驗後才好使用。
  
  2.2.2線速法線速法是指一次丈量沿一向線上多點流速的綜合值來確定流量,較點速法精確,且安裝條件也優於點速法,國內外常采用均速管。它的結構簡單,工作可靠,便於安裝,較適用於矩形管道各種情況的風量丈量,其安裝位置如所示。
  
  均速管在矩形管道中使用時,其流量計算公式與圓管類似,不同的地方是在計算橫截麵積及便於選用流量係數K時援引了當量直徑與矩形橫截麵寬6與高/1的關係為如許處理僅為權宜之計,特別是當矩形截麵的寬6與高h相差較大時,會有較大的誤差 。
  
  2.3彎管流計(見這類方法已利用了幾十年,是一種較成熟的丈量方法,隻是輸出差壓太小 ,丈量精度也不高。在采用矩形管道時,由於工藝布局的需要,可常見有矩形彎頭,假如順手推船加以利用,倒也是一種可考慮的方法。
  
  否則,在直管道中刻意加進一個90彎管流量計則就大可不必了。
  
  3機翼流量計3.1道理丈量矩形管道中的流量,初期曾采用過矩形文丘利管。為防止氣流在擴張段分離,增大壓損 ,後擴張角一般不得超過1p~12,是以文丘利管很長,給安裝與運輸帶來不便。假如在矩形通道中安裝一至數個機翼(見) ,則既可能將每個分離角控製在10~12°,又縮短了全部長度,使結構緊湊,便於安裝、運輸。
  
  從道理上來看,機翼流量計采用的還是節流,負氣流加速、降壓,通過測差壓來確定流量的大小 ,是以,它還是一種節流裝配。但機翼流量進口部分有導流感化,在氣體加速的過程中 ,可緩解氣流的橫向活動,減小渦流的尺寸,所以它對進口直管道的長度要求不象機翼流量計道理圖一般節流裝配那麽苛刻,約僅需3倍當量直徑的長度,這一點對矩形大管道特別具有實用價值。
  
  3.2計算公式一般流經機翼流量計的氣流速度不會超過30m/s ,故可按不可壓流處理,流體的密度p可視為常數,公工推導以柏努利方程及連續方程為基礎(推導從略),計算公式為輸出差壓,pa;yv為常數,取決式(2)各參數的單位,此處為5.09x103;K為流量係數 ,一般在0.95~0.99之間;a為阻塞比,定義為m =42/禹;七為流量計喉部最小通道麵積,m2;山為流量計進口截麵積,m2.在設計機翼流量計時,往往是已知流量9及進口截麵積木,由此來選定差壓Ap及阻塞比a二個參數。計算時要先給定其中一個參數來求另一個參數。筆者建議選定阻塞比a時以0.3~0.5之間為宜;a值選得太小,過於閉塞則壓力損失太大,影響管道中的正常活動;選得太大,節流效果不明顯,輸出差壓又太小,難以選用差壓變送器。差壓Ap值建議不要小於400Pa ,上限則無窮製。
  
  3.3結構機翼流量計的結構如所示。
  
  機翼型麵型麵的曲線由三段構成:前緣為一個曲率半徑為25的圓弧(或直接采用一根衫0的圓管);中段曲線為二次方程y2=c(c為常數)所描述;後緣為便於加工采用直線,三段平滑相接 ,不許可有拐點。
  
  總、靜壓孔位置在每個機翼前緣正對流向有一組總壓孔,各孔相距0.2~0.3m,將所測得的總壓匯集在位於前緣的總壓匯管中,再將每個匯管中的總壓均值接至位於機翼流量計外殼上的總壓集氣管,通過儀表閥門,接至差壓變送器篼壓端。
  
  在機翼最高點,也就是通道最窄處的機翼表麵有一組靜壓孔(如考慮到流體的活動慣性,對流體而言,最窄通道應處於結構最窄處下遊約1公分處)。各靜壓孔的間距為0.1~02m,將所測得的靜壓匯集在由截麵50mmx60mm的方槽靜壓匯管中(見)。每個靜壓匯管采集的靜壓再接到位於流量計外殼上的靜壓集氣管,通過儀表閥門接到差壓變送器低壓端。
  
  總、靜壓孔徑總壓孔徑為2~3mm;靜壓孔徑為1~2mm.一般來說,靜壓孔應為機翼板厚的1/2.靜壓孔不許可有倒角,邊沿光滑不得有毛刺、焊渣。而總壓孔前緣可許可有90>~120P內倒角,甚至為加強導流感化,安裝導流套管。
  
  人孔為便於檢驗、校驗,在機翼流量計進口前方約1處,應安置一個0.6mx0.6m的人孔。
  
  這裏要說明二個題目。其一是為什麽要用方槽靜壓匯管 。原則上講,隻要在機翼中靜壓排孔安裝一個隔板,將總 、靜壓分隔開也是可行的 。但這就要求加工機翼時所有焊縫應盡對密封,不得漏氣,否則測不到真實的靜壓。其次由於機翼的後內腔容積很大,而靜壓孔又僅為1~2mm,要達到穩定的靜壓值需要較長的時間,流;1計時間常數太大。是以,從改善加工條件,改善測控係統性能出發,采用容積較小 ,易於加工的靜壓匯管是必須的。其二是假如機翼流量計處於進風管道進口,在進口處應考慮安裝有導流感化的喇叭口,喇叭口呈弧形,角度以45°~60為宜,在這類情況下,由於流量計距進口較近,可忽略壓損,大氣壓力可視為總壓,差壓變送器高壓腔直接與大氣相通,省略了總壓匯管及集氣管,簡化了結構。
  
  排汙產業現場中的氣體難免會含有一些粉塵,機翼流量計由於測壓孔較多,一般不易阻塞 。在使用較長時間後,集氣管或測壓匯管因空腔較小,可能集聚較多的粉塵。如在匯管或集氣管的另一端安裝一個排汙球閥(或堵頭)通向大氣,定期打開閥門(或堵頭),(下轉第16)3傳感器標定結果傳感器在設計安裝調試完成以後,在計量部分進行了標定,為了與口徑為(425mm的電磁渦輪流量傳感器進行比較,本文給出了與之口徑一致,軸承和渦輪轉子材料相同的光纖速度式渦輪流量傳感器的標定結果 。標定程序嚴格按照流量標定規程進行,標定介質為水 ,共進行了三個往返行程。標定結果見,其中a為辦-TV關係曲線,b為辦-A:關係曲線。
  
  由標定結果可知:光纖速度式渦輪流量傳感器的可丈量範圍為0.29-12.60m3/h,量程比為43:1,在標定時,由於標定裝配壓力不夠,流量隻能做到12.60m3/h,不可能再上升,否則,流量丈量上限還有可能進步。而相同口徑的電磁渦輪流量傳感器可丈量範圍為1.19~12.24m3/h,量程比隻有10:1,因而可知,光纖速度式流量傳感器的丈量死區大為減小。
  
  經對標定結果進行分析計算可知:傳感器在全量程範圍內的線性誤差為0.83%,該數值有些偏大,但其反複性誤差僅為0.25%,是以,可以很方便地利用非線性修正的方法來減小線性誤差。例如,采用三段線性插值方法,傳感器的線性誤差就可減到0.30%. 4結論光纖速度式渦輪流量傳感用具有丈量反複性好 ,量程比大 ,抗電磁幹擾能力強和安全可靠等獨特的優點,特別是分離式光纖速度式渦輪流量傳感器,測試現場不帶電 ,在低粘度燃油及可燃性氣體流量丈量中是一種安全可靠的流量檢測儀器。中國鋼管信息港權威報道
  
  

上一篇:2012年鋼鐵行業發展研究
下一篇:擬注入主業資產 河北鋼鐵集團整合最後衝刺

我来说两句已有45条评论,点击全部查看
我的态度:

网站首页| 公司概况| 荣誉资质| 产品展示| 销售网络| 公司团队| 公司新闻| 钢管知识| 联系我们| 网站地图