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新型氣體流量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研討
關(guān)鍵字：新型氣體流量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研討 日期：2012-6-22 16:43:33
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新型氣體流量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研討
1 引言
牽引電機(jī)制造與檢修進(jìn)程中，溫升實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很主要的內(nèi)容，它不只可以反省電機(jī)制造和裝配的工藝質(zhì)量，并且對(duì)審定牽引電機(jī)的小時(shí)定額和延續(xù)定額能否符合設(shè)計(jì)要求是一個(gè)不成短少的要害環(huán)節(jié)。當(dāng)前中國(guó)機(jī)車上仍普遍地采器具有強(qiáng)迫通風(fēng)的牽引電機(jī)，其延續(xù)定額功率在很大水平上依靠于通風(fēng)冷卻的結(jié)果。
在做溫升實(shí)驗(yàn)時(shí)，強(qiáng)迫通風(fēng)的電機(jī)應(yīng)在額外通風(fēng)量下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因而，精確疾速地測(cè)定電機(jī)的通風(fēng)量至關(guān)主要。
當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)牽引電機(jī)通風(fēng)實(shí)驗(yàn)風(fēng)量測(cè)定設(shè)備是用L型畢托管依據(jù)等面積環(huán)多點(diǎn)測(cè)量流速的道理進(jìn)行風(fēng)量測(cè)量。測(cè)定進(jìn)程普通需求三名操作人員參與，辨別確定畢托管的地位和偏向，用液位計(jì)讀取壓差并核算。即便風(fēng)機(jī)輸入功率恒定，被試電機(jī)工況不變，要使被試電機(jī)的通風(fēng)量到達(dá)額外值需重復(fù)調(diào)整和測(cè)定，純熟操作人員約需半小時(shí)才干完成任務(wù)。如許做不只耗時(shí)，并且人工讀數(shù)精度不高，更無(wú)法做到在實(shí)驗(yàn)全進(jìn)程中當(dāng)風(fēng)機(jī)輸入功率轉(zhuǎn)變、被試電機(jī)工況改動(dòng)的狀況下，經(jīng)過(guò)閉環(huán)節(jié)制風(fēng)機(jī)，仍使通風(fēng)量維持在額外值[1]。因而，本設(shè)計(jì)展開(kāi)了牽引電機(jī)強(qiáng)迫通風(fēng)風(fēng)量檢測(cè)的研討與制造任務(wù)。
2 孔板流量計(jì)流量檢測(cè)道理
2.1 新型孔板流量計(jì)流量檢測(cè)任務(wù)道理
新型孔板流量計(jì)流量計(jì)的測(cè)量探頭局部，它將管道中某點(diǎn)的流體流速改變成一個(gè)對(duì)應(yīng)的差壓旌旗燈號(hào)。其采用的專有的技能設(shè)計(jì)構(gòu)造，獨(dú)有的測(cè)頭設(shè)計(jì)具有測(cè)量壓力損掉小，污物不易聚積的功能。新型孔板流量計(jì)流量計(jì)是依據(jù)動(dòng)壓改變靜壓道理任務(wù)的。其面向氣體活動(dòng)偏向開(kāi)多個(gè)測(cè)量小孔，測(cè)頭迎流面的測(cè)孔測(cè)出流體的總壓，測(cè)量孔內(nèi)感觸的總壓主動(dòng)取均勻值取得被測(cè)管道內(nèi)的總壓，靜壓孔開(kāi)在被測(cè)管道的壁面上，測(cè)頭后流面的測(cè)孔測(cè)出流體的靜壓，因?yàn)楦鳒y(cè)量小孔內(nèi)的總壓主動(dòng)取均勻值[2]。道理如圖1所示。
2.2 數(shù)學(xué)模子
新型孔板流量計(jì)流量傳感器集中地反映孔板流量計(jì)流量傳感器的最新研討效果。傳感器外形如槍彈頭，契合流體動(dòng)力學(xué)道理，能發(fā)生準(zhǔn)確，不變的差壓旌旗燈號(hào)，強(qiáng)度高，不滲漏，防梗塞。具有測(cè)量精度高，牢靠性，不變性好等長(zhǎng)處?？蓽y(cè)量氣體，液體，蒸汽和侵蝕性介質(zhì)等多種流體，順應(yīng)各類尺寸的管道，使用于高溫高壓的場(chǎng)所。依據(jù)伯努利方程可以獲得測(cè)頭處的流速與差壓有以下關(guān)系：
此時(shí)，管道內(nèi)氣體流速為：
個(gè)中：P1——全壓孔檢測(cè)到得全壓旌旗燈號(hào)
P2——靜壓孔檢測(cè)到得靜壓旌旗燈號(hào)
V——測(cè)頭處流速m/s
ΔP——測(cè)出的差壓，單元Pα
ρ——被測(cè)介質(zhì)密度（氣體密度）
KV——流量計(jì)系數(shù)
依據(jù)以下公式核算出流量：
Q——流體流量
α——流速散布系數(shù)
β——壅塞系數(shù)
γ——截面批改系數(shù)
A——管道公稱截面積，m2
3 新型孔板流量計(jì)構(gòu)造設(shè)計(jì)
3.1 檢測(cè)桿截面外形的拔取
早期的勻速流量探頭，在截面設(shè)計(jì)上無(wú)視了臨界流體的活動(dòng)狀況和空氣動(dòng)力學(xué)道理，所以其使用局限遭到很大的限制。
其首要長(zhǎng)處：槍彈頭截面外形的探頭能發(fā)生準(zhǔn)確的壓力散布，固定的流體別離點(diǎn)：位于探頭側(cè)后雙方，流體別離點(diǎn)之前的低壓取壓孔，可以生成不變的差壓旌旗燈號(hào)，而且有用防堵。內(nèi)部一體化構(gòu)造能防止旌旗燈號(hào)滲漏，進(jìn)步探頭構(gòu)造強(qiáng)度，堅(jiān)持不變長(zhǎng)時(shí)間高精度。
前外表粗拙處置能削減流體牽引力，進(jìn)步低流速時(shí)的測(cè)量精度。低壓取壓孔的地位避開(kāi)了雜質(zhì)堆積區(qū)，完成實(shí)質(zhì)防堵[3]。
3.2 新型孔板流量計(jì)的全壓孔開(kāi)孔地位的核算
當(dāng)前遍及以為只采用一種模子來(lái)描繪管流是欠穩(wěn)健的。依據(jù)上節(jié)引見(jiàn)的道理圓管內(nèi)充沛開(kāi)展紊流的速度散布應(yīng)按以下分段透露表現(xiàn)：
在近壁處（y»0）：
在管道中間（0.8R~R）
其他中心區(qū)域：
式中：v——管道恣意點(diǎn)的流速
vmax——管道中間最大流速
y——管道某點(diǎn)至管壁的間隔
R——管道半徑
n——指數(shù)，巨細(xì)與雷諾數(shù)有關(guān)
r——恣意一點(diǎn)至管道中間的間隔，m；
A、B、α0、α1、α2、α3——某一特定常數(shù)
應(yīng)用對(duì)數(shù)—契比雪夫積分法，均速氣體探測(cè)器測(cè)量小孔數(shù)目的最小值為3，從理論上說(shuō)，測(cè)量小孔越多，測(cè)量到的總壓旌旗燈號(hào)就越代表空氣管路中的均勻壓力旌旗燈號(hào)。本設(shè)計(jì)接納開(kāi)六個(gè)全壓檢測(cè)孔。當(dāng)氣體管道截面積固準(zhǔn)時(shí)，可以經(jīng)過(guò)二次儀表的運(yùn)算核算氣體的流量參數(shù)[4~5]。
依據(jù)以上方程，應(yīng)用對(duì)數(shù)—契比雪夫積分法，可得開(kāi)六個(gè)全壓檢測(cè)孔的開(kāi)孔地位應(yīng)為：
4 實(shí)行及后果剖析
4.1 實(shí)行辦法
為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)能否契合要求，在本設(shè)計(jì)完成后，我們做了實(shí)踐測(cè)試。在專業(yè)人員的監(jiān)視下我們?cè)谑夂蚓诌M(jìn)行了流量檢測(cè)實(shí)行。檢測(cè)的測(cè)試后果由省氣候儀器判定委員會(huì)發(fā)放，而且出具了判定證書(shū)。
4.2 實(shí)行后果剖析
實(shí)行研討采用實(shí)行溫度為21～23℃，大氣壓力為10015Pa，實(shí)行風(fēng)速為10～30m/s局限內(nèi)選擇的八個(gè)風(fēng)速點(diǎn)。實(shí)行數(shù)據(jù)如表2所示。
孔板流量計(jì)流量檢測(cè)的測(cè)量所得風(fēng)速與規(guī)范風(fēng)速是很接近的，誤差不超越2%。闡明本設(shè)計(jì)可以靈敏的測(cè)量氣體的流量，全體設(shè)計(jì)是可行的m.hrbssbj.cn。
5 完畢語(yǔ)
本文的目標(biāo)就是在綜合國(guó)表里的最新研討效果的根底上，設(shè)計(jì)孔板流量計(jì)流量計(jì)的建模新思緒，提出簡(jiǎn)明、有用、準(zhǔn)確、適用的新型孔板流量計(jì)流量計(jì)的設(shè)計(jì)辦法，從理論剖析和實(shí)行檢測(cè)兩個(gè)方面進(jìn)行深化系統(tǒng)的研討，促進(jìn)新型孔板流量計(jì)流量計(jì)效率的進(jìn)步和功能的優(yōu)化，還，在理論剖析的指點(diǎn)下，對(duì)流量計(jì)進(jìn)行工程化設(shè)計(jì)、完成、實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論的有用性。這種新型的孔板流量計(jì)流量計(jì)，經(jīng)過(guò)理論剖析和實(shí)行后果可以看出，具有不變、測(cè)量精度高、壓力損掉小的長(zhǎng)處。別的，構(gòu)造簡(jiǎn)略、用料省、加工便利，在倡導(dǎo)立異、厲行節(jié)省的今日也是值得推行運(yùn)用的。
參考文獻(xiàn)
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[4]GB/T1314-91.流量?jī)x表根本參數(shù)[S].[5]JB/T5325-91.孔板流量計(jì)流量傳感器[S].www.jskxyb.net
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