為什么流量?jì)x表現場(chǎng)準確度低于校驗？
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◇ 多彎頭組合：上述情況是單彎頭前為充分發(fā)展紊流，在 工業(yè)現場(chǎng)是很少見(jiàn)的。常見(jiàn)的是多個(gè)彎頭或彎頭與其他阻 力件的組合，所以?xún)H做幾個(gè)單頭試驗遠遠不能解決非充分 發(fā)展紊流的問(wèn)題。這種復雜的組合，加大了二次流、漩渦 及離心力的強度，流動(dòng)會(huì )更加惡化，管道越大(D>400mm)改善越困難。據專(zhuān)業(yè)人士估計，直管段長(cháng)度至少應大于20D， 否則準確度很難達到5%。加大彎頭之間的間距有可能弱化相互的影響，專(zhuān)業(yè)人士建議，二個(gè)彎頭之間的距離不應小于5D。
(2) 變徑管
為了改變工藝管道的口徑通常采用變徑管，主要有擴管及縮管兩種形式。長(cháng)期以來(lái)它對流場(chǎng)的影響一視同仁，未加區別(如美國API ANSI 1991-1999)。但筆者認為，縮管如果處理適當不僅不至于破壞流場(chǎng)，而且可以消除漩渦、改善流場(chǎng)，現對以下兩種情況進(jìn)行討論:
◇ 突變管：即管徑的改變沒(méi)有過(guò)渡，突然地擴大(如圖2)或 突然縮小，都將產(chǎn)生漩渦，破壞流場(chǎng)，管徑變化越大，破壞性越強。
(3) 閥門(mén)
在流程工業(yè)中通常采用閥門(mén)來(lái)改變流量的大小。閥門(mén)的形式多樣，是一個(gè)較復雜的阻力件，不僅給流動(dòng)帶來(lái)漩渦，而且惡化流速分布(如圖3)。相當多的閥門(mén)在使用中都不是處 于全開(kāi)的狀況，開(kāi)度越小，惡化流場(chǎng)越嚴重。而且，在流體的控制中閥門(mén)往往作為一個(gè)降壓裝置，使流體產(chǎn)生壓損，壓力急劇下降，還容易產(chǎn)生空穴，進(jìn)一步增加流量?jì)x表的誤差及危害。
(4) 歧管
在流程工業(yè)中，如從主管道流出一部分流體或有一部分流體從外流入主管道都要采用歧管。一般來(lái)說(shuō)前者對流場(chǎng)的影響將小于后者，當然這種影響還取決流入或流出流體的流 量與主管道流量的比例，比例越小影響也越小。當流體從歧管流入主管道時(shí)往往不可避免地和主管道的流動(dòng)產(chǎn)生漩渦并惡化流速分布，直到兩種流體完全混合為止。如必需確保 流量準確度，流量?jì)x表應盡量避開(kāi)歧管，或加長(cháng)上游直管段長(cháng)度。
上述介紹僅為幾種典型的阻力件，在現場(chǎng)應用中，形形色色的阻力件會(huì )根據工藝要求，以各種方式組合起來(lái)，形成各種流動(dòng)形式，對流量?jì)x表的影響，也很難通過(guò)試驗來(lái)加以規范修正。當前國際標準化組織(ISOTC30) 還是建議采用整流 器(或稱(chēng)流動(dòng)調整器)，以便在不長(cháng)的直管段長(cháng)度獲得較為理想的流場(chǎng)，讓流量?jì)x表保持較高準確度。
意猶未盡之語(yǔ)
(1) 流速分布的影響
本文分析了流量?jì)x表在現場(chǎng)應用時(shí)受制于工藝條件。不可能處實(shí)驗室那樣的理想條件，所帶來(lái)的誤差，其中有些影響因素(如流體的物性，性狀)是可以通過(guò)修正減弱或消除，而 有些則不可能，如面對萬(wàn)千種阻力件及其結合所帶來(lái)的復雜流場(chǎng)，它們難以通過(guò)實(shí)驗室模擬重現，無(wú)法修正，而它們卻又是影響流量?jì)x表(特別是曾占流量?jì)x表市場(chǎng)中大部分的經(jīng)典 式節流裝置)提高準確度最大的障礙。
(2) 流動(dòng)調整器的作用
為了改善流動(dòng)狀態(tài)，國際標準化組織ISOTC30，一直推 薦采用流動(dòng)調整器，類(lèi)型多達幾十種，但并未見(jiàn)成效。問(wèn)題不僅是增加成本及安裝維護量，而它本身就有一定的長(cháng)度(有的可達2D)，而在安裝上它還要求距阻力件及流量?jì)x表各約 4~5D，總計約10D，對于中小口徑來(lái)說(shuō)可能不成問(wèn)題，而在 工程規模日益增大的趨勢下，現場(chǎng)就無(wú)能為力、難以提供。 因此，采用流動(dòng)調整器并非上策。一而再地提出也談不上有什么深遠意義。
在流量?jì)x表家族中，經(jīng)典式節流裝置使用時(shí)間最長(cháng)，裝機量曾幾乎占60%以上，且積累了大量的試驗數據……雖然 優(yōu)點(diǎn)多多，但無(wú)法面對直管段不足，準確度下降的矛盾。只能是無(wú)可奈何花落去了，這是不以人的意志為轉移的形勢的要求，近十年來(lái)國內外，涌現了不少新型的節流裝置(內錐、 整流、平衡、槽道、梭式)。它們的共同特點(diǎn)就是上游直管段長(cháng)度只要求2~5D。即可保持±0.5~1%的準確度。當然它還稚嫩，這是一個(gè)新生事物都會(huì )遇到的問(wèn)題，難道孔板的發(fā)展初期不也是這樣嗎？(end)
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