流體翼片導(dǎo)流型測速裝置及其測速方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種流體翼片導(dǎo)流型測速裝置及測速方法，其特征在于：測速裝置包括有流體管道，所述流體管道內(nèi)沿著流體流向或垂直于流體流向設(shè)有至少一個導(dǎo)流翼形，所述導(dǎo)流翼形截面是尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，在導(dǎo)流翼形上設(shè)有正壓端和負(fù)壓端的取壓口。
【專利說明】流體翼片導(dǎo)流型測速裝置及其測速方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電、化工、石油、輕工等領(lǐng)域的流體翼片導(dǎo)流型測速裝置及方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
氣體的測速裝置目前種類繁多，采用較多的是差壓式測速裝置，如巴類(圖3的威力巴)測速裝置、機翼型測速裝置(圖1、圖2)、雙文丘里測速裝置等。其中的共同點是為了提高測量品質(zhì)，必須增加流動阻力以及測速裝置前后需要足夠的直段，但是，增加流動阻力會增加流動的能量損耗；測速裝置前后的直段經(jīng)常受到現(xiàn)場位置的限制而無法滿足要求。
[0003]動壓P與速度V的平方成正比，關(guān)系為P=P v2/2，這是標(biāo)準(zhǔn)畢托管的計算方法，而其他類型的測速裝置也接近這個算法，通常在常溫下，10m/s的空氣速度在測速裝置上產(chǎn)生的差壓一般不會超過lOOPa。但是對于低流速的情形，由于動壓太小，往往因為差壓太小而難以測量。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，巴類測速裝置、文丘里或雙文丘里等測速裝置由于要求的前、后直段長以及在低流速時產(chǎn)生的差壓較小，無法在不轉(zhuǎn)彎的直段較短以及低流速時使用。
[0005]雙文丘里測速裝置有利于測量差壓的提高，但是測量低流速的氣流是效果并不好，而且通常只測量一處，不具備均壓功能。
[0006]機翼型測速裝置所需的前后直段較短，測量性能良好，通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，能夠測量低流速的氣體。但是阻力偏大、在有粉塵的情況下容易堵塞。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種流體翼片導(dǎo)流型測速裝置及方法，該流體翼片導(dǎo)流型測速裝置及方法具有防粉塵性能良好(這方面的性能明顯由于巴類和機翼型測速裝置)、流動損失較小(相對于機翼型測速裝置)、所需的前后直段短(短于目前最短的相對于機翼型測速裝置)、通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計能夠測量低流速的氣體、流速適應(yīng)范圍廣的特點。
[0008]本發(fā)明流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:包括有流體管道，所述流體管道內(nèi)沿著流體流向或垂直于流體流向設(shè)有至少一個導(dǎo)流翼形，對于單個導(dǎo)流翼形，有兩種情形可供選擇，一種是兩側(cè)各半片；另一種是將導(dǎo)流翼置于中間位置，兩種差異見圖4，所述導(dǎo)流翼形截面是尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，在導(dǎo)流翼形上設(shè)有正壓端和負(fù)壓端的取壓口。
[0009]上述正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的前端部，且取取壓口的靜壓，見圖7a左邊，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓，見圖7a中部。
[0010]上述正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的前端部并正對來流，且取取壓口的全壓，見圖8a左邊，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓，見圖8a中部。
[0011 ] 上述在水平管道中，翼片的等截面方向(截面呈水平位置)垂直放置，在翼片的的底部開設(shè)放灰孔，上部設(shè)有導(dǎo)壓管。在不考慮排灰時，翼片的等截面方向(截面呈水平位置)也可以水平放置，由于導(dǎo)流功能的需要，翼片在管道中的前后端位置不改變。
[0012]上述在垂直管道中翼片的等截面方向(截面呈垂直位置)水平放置，取壓口的壓力引出管所對應(yīng)取壓腔對側(cè)的下部設(shè)有排灰管，翼片在管道中的前后端位置不改變。
[0013]上述在含粉塵測量介質(zhì)的流體管道中，正壓端取壓口設(shè)在翼片的后部，取靜壓(圖7b)或全壓(圖Sb)均可，取全壓時防止粉塵的效果略差，但正、負(fù)壓端差壓較大)，以減少粉塵正面撞擊取壓孔，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓。
[0014]上述流體管道縱截面為方形或圓形或其他形狀，其它形狀的截面并不典型，但也
可以應(yīng)用。
[0015]本發(fā)明流體翼片導(dǎo)流型測速方法，其特征在于:通過在流體管道內(nèi)沿著流體流向或垂直于流體流向設(shè)置至少一個導(dǎo)流翼形，導(dǎo)流翼形截面是尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，在導(dǎo)流翼形上設(shè)置正壓端和負(fù)壓端的取壓口，通過壓力(正、負(fù)壓端差壓)測量器測得取壓口流體壓力值(壓力差值)。
[0016]上述通過正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的前端部，且取取壓口的靜壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓(見圖7a)。
[0017]上述通過正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的正對來流，且取取壓口的全壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓(見圖8a)。
[0018]上述在含粉塵測量介質(zhì)的流體管道中，正壓端取壓口設(shè)在翼片的后部(取靜壓或全壓均可，取全壓時防止粉塵的效果略差，但正、負(fù)壓端差壓較大)，以減少防止粉塵正面撞擊取壓孔，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓。
[0019]本發(fā)明通過導(dǎo)流翼形截面是尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，從而有利于在導(dǎo)流時減小阻力，尖的、漸擴的前端在流體分流時可以避免突然的轉(zhuǎn)折，以減少阻力，并且盡量減少流動的能量損失；尖的、漸收的后端在流體匯合時可以避免流體脫離翼片而引起流動的能量損失，對于較為紊亂的來流，不是被動地靠測速裝置前后的直段來使流動規(guī)整，主要是通過導(dǎo)流翼的導(dǎo)流來規(guī)整流動，這樣，縮短了測速裝置前后所需要的直段。導(dǎo)流翼不同的厚度可以適應(yīng)不同的流速，較厚的翼片可實現(xiàn)測量低流速的氣體。
[0020]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1a是德爾塔巴測速裝置；
圖1b是威力巴測速裝置，與德爾塔巴測速裝置同屬巴類測速裝置，這里只列出兩種常見的巴類測速裝置；
圖1c是圓形均速管測速裝置；
圖1d是菱形均速管測速裝置；
圖1e是雙管并列的均速管測速裝置；
圖1f是雙管前后布置的均速管測速裝置；
圖2a是現(xiàn)有機翼型測速裝置(兩個機翼)的構(gòu)造示意圖；
圖2b是圖2a的仰視圖；
圖2c是現(xiàn)有機翼型測速裝置(四個機翼)的構(gòu)造示意圖；
圖3是現(xiàn)有部分測風(fēng)裝置性能的比較圖；
圖4-6是本發(fā)明具有一片、兩片、三片導(dǎo)流翼形的流體管道圖；
圖7是本發(fā)明的一實施例構(gòu)造示意圖；
圖8是本發(fā)明的一實施例構(gòu)造示意圖；
圖9是本發(fā)明的一實施例構(gòu)造示意圖； 圖10是本發(fā)明的一實施例構(gòu)造示意圖。
[0021]【具體實施方式】:
本發(fā)明流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，包括有流體管道1，所述流體管道I內(nèi)沿著流體流向或垂直于流體流向設(shè)有至少一個導(dǎo)流翼形2，所述導(dǎo)流翼形截面是尖的、漸擴的前端201，尖的、漸收的后端202，在導(dǎo)流翼形2上設(shè)有正壓端和負(fù)壓端的取壓口 203、204。
[0022]目前通常的測速裝置為了保證測量精度，對于安裝位置的前、后直段有要求，例如通常巴類測量裝置要求前直段(上游)5倍以上特征尺寸(對于圓形管道是直徑)，后直段(下游)3倍以上特征尺寸；機翼形測速裝置本身具有良好導(dǎo)流功能，幾乎是目前前、后直段的需求最短的測速裝置，上、下游要求的直段可以在I倍特征尺寸以內(nèi)，但是它的相對鈍的前端在一定程度上影響了導(dǎo)流功能。為了提高導(dǎo)流功能，將前端設(shè)計成尖的、漸擴的，這樣既改善了導(dǎo)流功能，也降低了流動阻力，通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，能夠保證流動的穩(wěn)定性，與機翼形測速裝置相比，進一步縮短了上、下游要求的直段。
[0023]流動阻力大是機翼形測速裝置缺陷之一，而本發(fā)明能夠降低阻力，主要的方法是尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，這對于節(jié)省能耗是有意義的。
[0024]為了達到上述效果，采用CFD (計算流體力學(xué))對翼形輪廓、安裝位置等進行計算，以獲得良好的導(dǎo)流效果(均勻的流場)，穩(wěn)定的流動特性，以及較低的流動阻力。
[0025]對于干凈(不含粉塵等)的測量介質(zhì)，上述正壓端取壓口 203設(shè)在導(dǎo)流翼形的前端部201，且取取壓口的靜壓，負(fù)壓端取壓口 204設(shè)在翼片最鼓出位置(如圖7a)、取靜壓。圖4、圖5、圖6分別為一片、兩片、三片導(dǎo)流翼形及其在圓形和方形管道中的情況，還可以有更多的導(dǎo)流翼形。
[0026]對于干凈(不含粉塵等)的測量介質(zhì)，為了提高測量差壓(尤其對于翼片較薄的場合)，上述正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的正對來流，且取取壓口的全壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓(如圖8a所示)。
[0027]上述在水平管道中翼片垂直放置，在取壓口的底部開設(shè)放灰孔3，上部設(shè)有導(dǎo)壓管4 (如圖9所示)。
[0028]上述在垂直管道中翼片水平放置，取壓口的壓力引出管對側(cè)設(shè)有排灰管，且位于均壓腔室的下部(如圖10所示)。
[0029]對于流速較低的情形，除了正壓端可以取全壓外，可以增加導(dǎo)流翼片厚度，以增加差壓；并與壓力變速器匹配；
上述在含粉塵測量介質(zhì)的流體管道中，正壓端取壓口設(shè)在翼片的后部，可取靜壓(見圖7b)或全壓(見圖Sb)，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置，取靜壓。以減少粉塵正面撞擊取壓孔，減少粉塵進入均壓腔。但這時的正、負(fù)差壓偏小，需要適當(dāng)增加導(dǎo)流翼片厚度。而機翼型測速裝置的正壓端取壓位置只能迎著來流，粉塵極其容易進入均壓腔。
[0030]上述流體管道縱截面為方形、圓形或其他形狀。
[0031]本發(fā)明流體翼片導(dǎo)流型測速方法，通過在流體管道內(nèi)沿著流體流向設(shè)置至少一個導(dǎo)流翼形，導(dǎo)流翼形截面是尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，在導(dǎo)流翼形上設(shè)有正壓端和負(fù)壓端的取壓口，通過壓力測量器測得取壓口流體壓力值。
[0032]上述通過正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的前端部，且取取壓口的靜壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置，取靜壓。[0033]上述通過正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的正對來流，且取取壓口的全壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置，取靜壓。
[0034]本發(fā)明通過導(dǎo)流翼形截面是尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，從而有利于在導(dǎo)流時減小阻力，尖的、漸擴的前端在流體分流時可以避免突然的轉(zhuǎn)折，以減少阻力，并且盡量減少流動的能量損失；尖的、漸收的后端在流體匯合時可以避免流體脫離翼片而引起流動的能量損失，從而可實現(xiàn)測量低流速的氣體。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:包括有流體管道，所述流體管道內(nèi)沿著流體流向設(shè)有至少一個導(dǎo)流翼形，所述導(dǎo)流翼形截面按流動方向，起點是尖的、漸擴的前端，終點是尖的、漸收的后端，在導(dǎo)流翼形上設(shè)有正壓端和負(fù)壓端的取壓口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:所述正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的前端部，且取取壓口的靜壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:所述正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的正對來流，且取取壓口的全壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:在水平管道中，翼片的等截面方向(截面呈水平位置)垂直放置，在翼片的的底部開設(shè)放灰孔，上部設(shè)有導(dǎo)壓管。在不考慮排灰時，翼片的等截面方向(截面呈水平位置)也可以水平放置，由于導(dǎo)流功能的需要，翼片在管道中的前后端位置不改變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:在垂直管道中翼片的等截面方向(截面呈垂直位置)水平放置，取壓口的壓力引出管所對應(yīng)取壓腔對側(cè)的下部設(shè)有排灰管，翼片在管道中的前后端位置不改變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:在含粉塵測量介質(zhì)的流體管道中，正壓端取壓口設(shè)在翼片的后部，取靜壓或全壓均可，以減少粉塵正面撞擊取壓孔，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體翼片導(dǎo)流型測速裝置，其特征在于:所述流體管道橫截面多為方形或圓形，并且尺寸與測量裝置的外殼一致，其他形狀的截面并不典型，但也可以應(yīng)用。
8.一種流體翼片導(dǎo)流型測速方法，其特征在于:通過在流體管道內(nèi)沿著流體流向設(shè)置至少一個導(dǎo)流翼形，導(dǎo)流翼形截面是根據(jù)流體的流動方向尖的、漸擴的前端，尖的、漸收的后端，在導(dǎo)流翼形上設(shè)置正壓端和負(fù)壓端的取壓口，通過壓力測量器測得取壓口流體壓力值或用差壓計測量正壓端和負(fù)壓端的差壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體翼片導(dǎo)流型測速方法，其特征在于:通過正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的前端部，且取取壓口的靜壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體翼片導(dǎo)流型測速方法，其特征在于:通過正壓端取壓口設(shè)在導(dǎo)流翼形的正對來流，且取取壓口的全壓，負(fù)壓端取壓口設(shè)在翼片最鼓出位置、取靜壓。
【文檔編號】G01P5/14GK103837702SQ201410060996
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】陳宇, 陳獻春, 王寅, 盧熠, 林阿平, 張錦坤, 林拱光, 薛建成, 藍(lán)德智 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 福建中試所電力調(diào)整試驗有限責(zé)任公司