要使風量傳感器能夠達到在任何流體條件下都能準確測量的目的,橫截面式流量計在結構功能上必須要滿足四個條件:15305232668
1、通過管道橫截面上的各個點的流速雖然不是等速的,但要求它是穩(wěn)定的。
上述求面積法理論是在將每個小單元面積的流速視為規(guī)則的前提下提出的。如何實現(xiàn)每個小單元面積的流速為規(guī)則的呢?在實際應用中,采用了流動調整器,安放在測速裝置的上游。其作用是在相等的長度內,將不穩(wěn)定的流體變成一束束穩(wěn)定的流體。
在管道中的空氣流動截面上設置的任何機械結構都會阻礙空氣流動。阻力的大小取決于該結構的大小及形狀,以及從結構中通過的空氣數(shù)量。流動調整器的目的是利用特制的平行柵格狀結構,把結構對空氣流的阻力降至最小程度。該結構具有96%以上的流通截面積。流動調整器具有基本的調節(jié)功能,即對氣流進行整流和均衡分布的作用。
流動調整器平行柵格狀結構為焊接方法制成的,兼具空氣鎮(zhèn)流器和均衡器的作用。其96%以上的自由流通截面減少了結構對空氣流造成的壓降。每個柵格通道的側面積與截面面
積的比為12:1.這一比值對流通空氣產生少量的阻力,而使流速降低較大;而較低的流速受到較小的阻力,速度卻相對提高。這就是均衡器的原理。以下圖示中的箭頭表示空氣在經過均衡斷面后的流速的大小。
空氣整流過程消除了氣流中旋轉的湍流,并且引導氣流的方向,使其有序化,但不會明顯地改變流過柵格的空氣流速分布。消除旋轉的、方向雜亂的氣流,對于氣流總壓和靜壓力的分離及精確測定具有至關重要的意義。
2、由于通過管道橫截面上的各點的流速不是相等的,要求傳感器測出的數(shù)值盡可能接近平均值。再接勾上要產生各點流速之和的平均值。檢測探頭依照多點自動均衡皮托管工作原理,來檢測氣流總壓和靜壓。
3、總壓取壓孔的進口經過破口加工,以便消除空氣的方向效應。取壓口位于探頭的正前面上,檢測迎面吹來的氣流的全壓力Pt。成對的靜壓傳感口呈一理想角度,倆倆相對地布置在探頭表面,以降低經直流器整定后的氣流對靜壓測量產生的誤差作用。當流體方向偏離正常方向時,一個靜壓傳感器測孔受到較高壓力(Ps+部分Pt)的作用,而另一個靜壓傳感器受到同樣大小的壓力(Ps-部分Pt)的作用,于是全壓Pt的不良影響得以抵消。正是這種偏置靜壓及坡口行的總壓傳感器的獨特設計,使得橫截面式流量計探頭對于迎面吹來的多向旋轉氣流很不敏感(這種氣流的迎角及傾角可偏離正向流體30°,甚至更多),因此即使在上游不安裝氣流整流器的情況下,探頭仍能保證氣流速度的精確計量,這種檢測探頭由于其獨特設計,已在美國獲得專利。
4、為了“免標定”,必須使流量系數(shù)K=1。根據(jù)流量檢測的基礎理論,一個與氣流方向垂直的管狀探頭插入氣流之后,在探頭表面形成一種與流體流動方向緊密相關的壓力分布;探頭管上迎著氣流方向的那一部分區(qū)域為正壓區(qū);正壓區(qū)兩側緊靠正壓區(qū)的表面為靜壓區(qū);探頭管表面的其它部分為負壓區(qū)。兩排靜壓檢測孔分別開在正壓區(qū)和負壓區(qū)之間的靜壓區(qū)。靜壓區(qū)與流體方向成一定規(guī)律的角度。按此角度加工出來的探頭,其流量系數(shù)就是1,既可以不定標
橫截面式平均流量傳感器在結構設計上完全實現(xiàn)了上述四個要求。見下圖,橫截面式平均流量傳感器在結構上分為圓形和矩形管道。整體為不銹鋼結構
1、 矩形風管道橫截面流量計:
2、 圓形風管道橫截面流量計:
由圖可以看出,該裝置不管管道截面積多大,其長度都在250-300mm之間。在該裝置的入口端是布滿整個截面積的直流器,擾動的氣流經過直流器的整流,變成平穩(wěn)的氣流。在直流器之后,裝有在管道橫截面上按一定規(guī)律排列的橫截面速度取壓管,將流速不相同的動壓經裝置變成較平穩(wěn)的信號。
六、 安裝方法
橫截面式平均流量傳感器為風道型的,即它的外形及尺寸與風道管完全一樣,其兩端為圓形或矩形法蘭,可以通過法蘭與管道連接。
全壓與靜壓接頭的外螺紋規(guī)格是G1/2英寸。
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