專利名稱：矩形截面管均速管流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于矩形截面管道內(nèi)測量流體流量的均速管流量計(jì)，特別是一種適用于測量氣體流量的均速管流量計(jì)。
目前應(yīng)用于矩形截面管道的流量測量的方法主要有采用節(jié)流裝置(矩形孔板、矩形文丘利管等)；利用測速計(jì)或流速計(jì)(畢托管、各類插入式流速計(jì)等)測出管道截面上多點(diǎn)(包括一點(diǎn))處的流速，然后將點(diǎn)速與給定面積相乘并求和(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，對于安裝條件(如前后直管段)和輸送介質(zhì)的要求較高。但由于大多數(shù)矩形管道輸送壓力較低，現(xiàn)場安裝條件亦不易滿足，因而限制了其使用范圍。尤其當(dāng)介質(zhì)含有粉塵、煙霧和腐蝕性物質(zhì)時(shí)，更無法使用。第二種方法操作不便，耗費(fèi)時(shí)間長，很少在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。第三種方法需要添加示蹤物質(zhì)，附屬設(shè)備多，成本高，一般只能用于一次性的現(xiàn)場校驗(yàn)。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種壓力損失小，能低壓下使用，普遍遍適用于各種矩形截面管道，尤其是輸氣管道的流量計(jì)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、造價(jià)低廉，安裝維修方便，特別適用于廢氣，煙氣等惡劣介質(zhì)條件的場合，可在環(huán)保工程，采礦、冶金、電站等領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用。此外，它還具有壓力損失小(即能耗低)，精度較高且長期穩(wěn)定性好以及使用壽命長等優(yōu)良性能。
為了達(dá)到上述目的而提出的設(shè)計(jì)方案為一種用矩型截面管道的均速管流量計(jì)，它具有檢測計(jì)、差壓計(jì)，檢測計(jì)插入矩形截面管道，檢測計(jì)逆流面設(shè)一個(gè)或一個(gè)以上的總壓孔，檢測桿逆流面矩型截面管道壁上設(shè)一個(gè)或一個(gè)以上的靜壓孔。其特征在于檢測桿為一個(gè)或一個(gè)以上多個(gè)組成，檢測桿分布按對數(shù)一線性法，或?qū)?shù)一切比彐夫法或彐夫法沿管截面布置，檢測桿上的總壓孔的分布按對數(shù)－－線性法或?qū)?shù)一切比彐夫法設(shè)置。通過設(shè)置的總壓孔測得矩形管橫截面上的平均總壓，同時(shí)由靜壓孔測得靜壓，通過壓差計(jì)得到總壓、與靜壓、之差即為動(dòng)壓，然后根據(jù)體積流量正比于動(dòng)壓平方根的關(guān)系式求得流量。其基本原理與目前應(yīng)用于園管的均速管流量計(jì)類似，但由于矩形管道內(nèi)流速分布比園管內(nèi)的更為復(fù)雜，(不僅與雷諾數(shù)有關(guān)，還與矩形截面的形狀尺寸有關(guān))，故每根檢測桿上總壓孔的布置，及檢測桿的數(shù)量布置不同，為了從二度光間上復(fù)蓋矩形截面，必須按一定的規(guī)律布置數(shù)根檢測桿組合使用。檢測桿上的的總壓孔位置和檢測桿沿管戴面的傾向布置，在原則上有兩種確定方法，即對數(shù)——線性法及對數(shù)——切比彐夫法，其方法是將矩形截面等分為m－n個(gè)面積單元。在每一面積單元的平均流速點(diǎn)處布置一個(gè)總壓孔，若m為插入管截面的檢測桿數(shù)，則n為每根檢測桿上的總壓孔數(shù)，即在管截面上一共布置m×n個(gè)總壓孔，由于平均流速點(diǎn)位置與管內(nèi)流速分布有關(guān)。故對于速度較大的各個(gè)緊靠壁面的周緣面積單元，按對數(shù)規(guī)律確定其總壓孔位置，對于其余各內(nèi)部單元，則按對數(shù)線性規(guī)律(對數(shù)——線性法)或切比雪夫數(shù)值積分的插值點(diǎn)(對數(shù)——切比雪夫法)確定其總壓孔位置。每一總壓孔的插座標(biāo)(檢測桿的插入位置)與縱座標(biāo)(檢測桿上的總壓孔位置)，可分別應(yīng)用上述方法獨(dú)立求得。切比雪夫積分的插值點(diǎn)與被積函數(shù)形式無關(guān)，在插值點(diǎn)數(shù)不多的情況下，積分精度較高，故一般宜采用對數(shù)——切比雪夫法，在確切知道內(nèi)流速分布的條件下，可用對數(shù)——線性法。
總壓孔數(shù)太少或過多均會(huì)影響流量測量的精度標(biāo)一般說來，對于大口徑管道、安裝條件較好及精度要求較高的場合，總壓孔數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加；反之，則可減少，插入的檢測桿數(shù)m不宜太多，且宜從長邊插入以有利于減輕檢測桿本身對流場的干擾。因?yàn)闄z測桿的開孔位置與插入位置是分開確定的，且m不必等于n，故且組合較為靈活，適用范圍廣，m≤3，可完全采用切比雪夫法定位；n一般取偶數(shù)，且不小于4。推薦的常用組合方式為3×4，2×4等在小口徑，大雷諾數(shù)、正方形截面管道且精安要求不高的特殊場合，可以采用1根檢測桿。
檢測桿外形可分即檢測桿的橫截面可知圓形、菱形、和扁圓形，結(jié)構(gòu)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(jì)可根據(jù)具體情況配置各種不同類型的差壓計(jì)，其區(qū)別在于當(dāng)測量精度要求高時(shí)，每根檢測桿應(yīng)各自配一臺(tái)差壓計(jì)，并取得各壓差值的平方根的算術(shù)平均值計(jì)算流量。也可將所有檢測桿的總、靜壓孔分別連通而使用一臺(tái)差壓計(jì)。靜壓孔可為一個(gè)或數(shù)個(gè)，視管道截面尺寸大小而定。檢測桿截面尺寸和總、靜壓孔孔徑大小等均參照圓管均速管流量計(jì)的有關(guān)規(guī)定。下面根據(jù)圖詳細(xì)說明

圖1矩形截面管均速管流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意。
圖2是3×4組合的總壓孔布置圖。
圖3是檢測桿的橫截面示意圖。
圖1所示為典型的矩形截面管道均速管氣體流量計(jì)的示意圖，檢測桿1插入矩形管道2，并借助于法蘭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(jīng)上、下游控制閥6、7傳至所配的差壓計(jì)8，根據(jù)測得的差壓值即可計(jì)算機(jī)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，檢測桿從長邊插入為3根，總壓孔為每檢測桿4個(gè)。
圖3為檢測桿1的橫截面的形狀，它可在各種不同情況下采用、有圖形、菱形、扁圖形等等。
總之本實(shí)用新型所述的矩型截面管的均速管流量計(jì)。具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、精度與復(fù)現(xiàn)性好的特性而且適用的范圍廣。
權(quán)利要求1.一種用于矩形截面管道的均速管流量計(jì)，它具有檢測桿、壓差壓計(jì)，檢測桿插入矩形截面管道，檢測桿逆流面設(shè)一個(gè)或一個(gè)以上的總壓孔，檢測插逆流面或在矩形截面管道壁上設(shè)一個(gè)或一個(gè)以上的靜壓孔。其特征在于檢測桿為一個(gè)或一個(gè)以上多個(gè)組成，檢測桿分布按對數(shù)一線性法或?qū)?shù)一切比雪夫法或雪夫法沿管截面布置，檢測桿上的總壓孔的分布，按對數(shù)一線法或?qū)?shù)一切比雪夫法設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形截面管道的均速管流量計(jì)，其特征在于檢測桿的橫截面為園型或扁圓形或菱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形截面管道的均速管流量計(jì)其特征在于多個(gè)檢測桿可共用一差壓計(jì)或每檢測桿設(shè)置一差壓計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形截面管道的均速管流量計(jì)，其特是在檢測桿設(shè)置在矩形截面的長邊上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于矩形截面管道流量測量的均速管流量計(jì)。根據(jù)矩形截面管道內(nèi)流速分布的特點(diǎn)，它采用了特殊的總壓孔布置方案。通過檢測桿的不同組合方式，它可以適用于各種截面形狀和尺寸的矩形管道。它具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、裝卸維修方便、操作容易、精度高，復(fù)現(xiàn)性好以及使用壽命長等特點(diǎn)，因而適用范圍很廣，它不僅能在低壓、高溫等條件下工作，且特別適用于廢氣、煙氣、空氣等介質(zhì)的測量，本實(shí)用新型可在環(huán)保、冶金、化工、采礦、電站、高層建筑等領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01F1/34GK2076668SQ9020736
公開日1991年5月8日 申請日期1990年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月23日
發(fā)明者吳國紛, 王關(guān)松 申請人:上海機(jī)械學(xué)院