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椭圆齿轮流量计的工作原理位能与动能之间进行转换

时间:2014-01-22      阅读:585

椭圆齿轮流量计的工作原理:椭圆齿轮流量计是取源部件.也是节流部件.它的工作原理是基于流体在流动过程中遇到局部阻力时,流体为克服局部阻力,流体能量形式会发生转换,即位能与动能之间进行转换。椭圆齿轮流量计是利用缩小流通截面积的办法产生局部阻力的装置。在椭圆齿轮流量计的上游侧,流体在直管段平稳流动.流束平直有序,当流体流到椭圆齿轮流量计前端时,通道截面突然缩小,流束遇到障碍,后续流束仍在向前流动.这时流体流束受到挤压,流束线由平直被挤压成曲线.流体以其内部能量克服局部阻力,保持管路内任何截面处的流量相等。在椭圆齿轮流量计前端的直管段内,管道内壁周边流体因受到挤压,位能升高,动能减小。而处在椭圆齿轮流量计节流孔前的流束急剧收缩。流速加快,管道中心部位流速随着流速加快动能升高,位能减小,则管道径向上的压力分布状况发生畸变。如图所示。当流体越过节流孔后,流通截面突然增大.但是,流束因惯性作用不能马上扩散,加速冲出一段距离,随着流体能量的自衡,动压能逐渐向静压能转换,流速逐渐下降,直到恢复动位能平衡。这一过程可以解释在安装椭圆齿轮流量计时,为什么在其上、下游侧必须有直管段的原因。上游侧直管段的作用在于调整流体流速分布的对称性,下游侧直管段的作用在于给流体提供动、位能进行自衡调整缓冲区段。差压是怎样产生的,前面提到,在椭圆齿轮流量计的前端周边区.因流束受到挤压发生变形,静压上升,而反映静压能大小的管内周边压力也随之增大,当管道中心部位的流体越过节流孔后,流体质量惯性并未立即消失,继续增速静压能下降,同时,管道中心部位的流束的运动同时带动节流元件后面周边区滞留物料,形成涡流,涡流消耗能量,也就是常说的压力损失,压力损失的大小与节流元件的孔径(d)与工艺管道内径(D)的比值有关,比值越大,压力损失越小,比值越小,压力损失则越大。因此在节流元件的前后产生压差,即P.~P 。

流体流动速度和压力变化状况如上图所示,从图中可知流体沿管道轴向流动时。流速和压力分布状况。节流元件后的静压力(p )始终低于椭圆齿轮流量计前端的静压力(P,)。椭圆齿轮流量计的取压方式已经介绍过,以角接取压为例。仪表测量管道所取压力是节流元件前后端的压力,差压计将差压信号(Ap=p 一p2)转换成流量示值,数学表达式为: %='rrCsd 、/2p

Ap/(4、/1—13 )

q~=,trCad2V'2Ap/[4X/p(1-[3 )

式中:qm,q 质量流量,k 和体积流量,m3/s;

C— — 流出系数;

8— — 可膨胀性系数:

d— — 节流元件开孔直径.m;

B— — 直径比,B=cl/D;

D—— 工艺管道内径,m;

p— — 被测流体的密度,kg/m3;

△p—— 椭圆齿轮流量计所产生的差压,Pa。

从上两式可知,流量与差压的关系是非线性关系,流量与差压呈平方根关系。

压力变送器:http://
电磁流量计:http://
液位变送器:http://
椭圆齿轮流量计:http://
雷达液位计:http://
便携式超声波流量计:http://
高温压力变送器:http://

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