皮托管原理

澳门蒲京赌场手机版,发布时间:14-12-24 16:33分类:技术文章 标签:皮托管 1测量原理和结构
皮托静压管(皮托管)是由一个垂直在支杆上的圆筒形流量头组成的管状装置。本装置在侧壁周围有一些静压孔,顶端有一个迎流的全压孔。它能测出压差,并根据压差确定流体中某处的流速,由流速与面积的乘积计算出流量。
皮托管的测量原理是基于伯努利方程在空气中应用的一个实例,如图1所示。当理想流体均匀的平行流向静止物体时,设想其中一条撞在物体上(即图1中的A点),在此处流体发生分岔,A点成为滞止或驻点,A的流速为零,V­A=0。
如果我们选择两个截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ,Ⅰ-Ⅰ截面流动没有受到任何影响,流束是平行的,流速形成规则的速度分布,截面各点的静压力相等。Ⅱ-Ⅱ界面流动受到影响,流束密集,流速加快,静压降低。则两个面上的伯努利方程为
式中: ζ为Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ区间的流体阻力系数,这里可以不考虑,即ζ=0
K为速度分布不均匀系数,这里可设K1=K2=1 ρ为流体密度,因为是均匀的ρ1=ρ2=ρ
P为两个截面的静压力 V为两个截面的流速,VA=V2=0 整理得到的公式为: 式中:
P2为总压力(因为动压为零) P1为静压力
如图1所示,若在物体B点开一个孔,由于均匀流场中静压力相等,则P1=PB=0
令P2=P1,V1=V,则公式2*变为:
式中:P-P0实际上是流场中某一点流体的动压力P。 2皮托管结构
皮托管的原理结构如下图所示,当一台差压计两端分别于总压管和静压管连接,这样压差计上*可以显示出动压值来。
上图是一般皮托管的结构,为了能看清,把两端放大。如图中可以看到皮托管外形是一个L型的金属管,与管轴平行安置的直角边是测头,其顶端有一个总压孔,在其侧壁上有若干个静压孔。总压孔与静压孔不相通,分别用导压管引出,从静压孔至总压孔称为鼻端。直角的另一边称为支杆,引出总压孔和静压孔的接头以便与微压计的管相连接。其上有定向杆,指示鼻端方向。测量总压力的管子叫皮托管,测量静压力的管子叫静压管。实际上常用的都是皮托管和静压管的组合,而且多数使用实验系数接近为1的形状,也*是国际标准推荐的GETIAT(锥形头)型,AMCA型(球形头),MPL型(椭圆形头三种),如下图所示
3皮托管的使用范围
A.流体性质:连续的单相流体或是具有与单相流体相类似的流体。如果是液体,应该是牛顿流体,流动时没有横向速度梯度
B.皮托管一般常用的流速为5至30m/s,不能用于马赫数大于0.8的流体,而且为了获得*佳的准确度,应在皮托管使用条件下进行校准。当马赫系数在0.9-1.0之间,大多数皮托管出现不规性,不能用以进行测量。
C.皮托管的d/D不能大于0.04,当在0.02-0.04时需要对阻塞影响和速度梯度进行修正,在高流速场合应避免皮托管振动

江苏省技控仪表有限公司生产的德尔塔巴流量计是通过差压来测量流量的装置,是在皮托管流速测量原理的基础上发展起来的。可测量液体、气体以及蒸汽等流体的流量。由于没有活动部件,几乎无压力损失,安装维修方便,运行成本极低,备受用户青睐。
传感器是由检测杆、取压口和导杆组成,它横穿管道内部与管轴垂直,在测杆的迎流面上设有多个测压孔测量总压平均值,在其背、侧流面有测量静压测压孔,分别由总压导压管和静压导压管引出,根据总压与静压的差压值,计算流经管道的流量。也可以用流量管壁静压代替传感器背流面的静压。
均速管流量变送器是由传感器、引压附件和差压变送器、压力变送器、流量积算仪等配套组成的流量计。
均速管流量传感器配上我公司生产的差压变送器、压力变送器、温度变送器以及流量积算仪即可组成各种类型的均速管流量计。也可采用任何厂家生产的差压变送器、压力变送器、温度变送器以及流量积算仪组成各种类型的均速管流量计。
二、工作原理
均速管流量传感器是基于皮托管测速原理发展起来的,它是通过管道的平均流速及管道的有效截面积的乘积来确定流量。
一般管道中的流速分布是不均匀的。如果是充分发展的流体,其速度分布为指数规律。为了准确计量,将整个圆截面分面多个单元面积相等的多个半圆及多个半环。传感器的检测杆是由一根中空的金属管组成,迎流面钻多对总压孔,它们分别处于各单元面积的中央,分别反应了各单元面积内的流速大小。由于各总压孔是相通的,传至检测杆中的各点总压值平均后,由总压引出管引至高压接头,送到传感器的正压室。当传感器正确安装在有足够长的直管段的工艺管道上时,流量截面上应没有旋涡,整个截面的静压可认为是常数,在传感器的背面或侧面设有检测孔,代表了整个截面的静压。经静压引出管由低压接头引至传感器的负压室。正、负压室压差的平方与流量截面的平均流速成正比,丛而获得差压与流量成正比的关系。在此关系的基处上,可由伯努利方程和连续性方程推导得到均速管流量计的流量计算公式
Qv=α﹒ε﹒﹒D2﹒(2?P/ρ1)0.5 Qm=α﹒ε﹒﹒D2﹒(2?P﹒ρ1)0.5 其中:Qv:
体积流量Qm: 质量流量α:传感器结构系数△P:差压值ε:流体膨胀系数
ρ:流体工况下的密度 ε:流体膨胀系数
对于不可压缩性流体ε=1,对于可压缩性体ε﹤1,若式中D、△P、ρ1都使用SI单位,则QV的单位为M3?S,Qm的单位为㎏?S。
传感器的流量系数α和可膨涨性系数ε,由标准装置上标定得知,并在出厂时在合格证书上注明。