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弯头流量计在废气流量测量中的实际应用

发布日期:2018-11-30 14:19:16   

摘要;在各种工业炉的燃烧过程中,根据废气流量和成份可以分析炉况;在烧结过程中,根据废气流量可以判断烧结过程进行的情况及抽风机的工作状况。废气流量测量目前仍是检测中的一个难题。尤其对烧结过程来说,被测废气温度较高、含尘、大管道等,有时还具有一定的腐蚀性,难以采用标准孔板或喷嘴进行测量。目前测量废气流量较有成效的是弯头流量计、管内文丘利管流量计和均速管流量计等。

一、弯头流量计

弯头流量计是利用管道的弯曲部分而不需要增加任何附加设备,因此没有附加的压力损失,对较高温度的废气流量也能进行测量。弯头流量计的基本原理是按伯努利方程式及水力学中的流速分布面积定律推出的。如图1所示,流体流过弯头,在弯头上各点的流速是大致符合流速分布面积定律的,即VR=常数(V为该点的流速,R为该点的曲率半径)。这种规律对不可压缩的液体是符合的。但对可压缩的气体就复杂了,因弯头

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内的气体有纵向流动,也有横向流动。若弯头的曲率半径与直径之比和转向角处于一定范围内,即Ro/D=1.5~3,转向角为90~120°时,大致符合于流速分布面积定律。此外由于弯头内外侧压力差很小,在工业测量条件下可以忽略这些影响。根据上述关系可导出测量气体流量的圆形管道弯头流量计及方形管道弯头流量计的计算公式(1]。

圆形管道弯头流量计计算公式:

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式中:Q;——通过弯头的气体流量(标米3/时);

Ro——弯头曲率半径(毫米);

D——管道弯头内径(毫米);

a——流量系数;

P——弯头内外侧的差压(毫米水柱);

P——被测气体的绝对压力(毫米汞柱);

T——被测气体的绝对温度(k);

yh——被测气体的重度(公斤/标米3);

f——被测气体的绝对湿度(公斤/标米3)。

:流量系数a与管壁的粗糙度和材料的性质有关。当弯头是铸钢或铸铁的,且具有均匀的曲率半径及圆的内径时,流量系数近于1。

方形管道弯头流量计计算公式为

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此处的流量系数a最好是实际校正,如果只测量大致流量,可近似取1。

若将上述计算公式应用到工程设计中测量烧结机的废气流量,必须进行实际校正,可以利用皮脱管进行校正。

另外对于圆形管道弯头流量计差压与平均流速的关系可按下式计算:

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式中:Ka——圆管弯头流量系数,Km=

2.23;V——工作状态气体的平均流速(米/秒);

g——重力加速度(9.81米/秒2);其它同前。

对方形管道弯头流量计的差压与平均流速的关系可按下式计算:

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式中:a——方形管道弯头正方形的边长(毫米);K方——方管弯头流量系数;其它同前。

对于方管弯头流量系数,太原钢铁公司烧结厂曾作过试验。试验得出方管弯头流量系数与平均流速具有表1所列的关系(2]。

这种计算方法对粗略测量废气流量是可以的,而且简化了计算。.

使用弯头流量计测量气体流量的精确度可达到士5%。适用于测量相对流量。使用

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弯头流量计与使用标准节流装置一样,弯头前需要有足够长的直线段,如约有管道直径10倍以上的直线段可以不计附加误差。当没有足够长的直线段时,弯头流量计的测量误差因弯头前的阻力形式而异,得到下列近似的误差结果(1]。

(1)弯头前为90°的弯管,直线段不足时将引起0~+2.5%的误差;

(2)弯头前为T形管,直线段不足时将引起0~+4%的误差;

(3)弯头后为90°的弯管,直线段不足时将引起0~+3%的误差;

(4)弯头前有收缩度为27.7的收缩管,直线段不足时将引起0~-5%的误差;

(5)弯头后有收缩度为26.7的收缩管,直线段不足时将引起0~+3%的误差;

(6)弯头前有收缩度为19°、15°、

9.9°、5.06°的收缩管,直线段不足时将引起0~-3%的误差。

以上的收缩管均指直径收缩为一半。另外弯头内外侧取压口必须严格地安装在弯头轴线的中心及转向角度的中心线上,否则也会产生附加误差,偏离越大则产生的误差越大。再者在使用弯头流量计的弯管处不应安装任何节流装置,否则会影响流速分布。

目前在太钢烧结厂等已利用这种测量装置测量烧结机大烟道废气流量,用以分析烧结机抽风机的运转情况。





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