對于孔板流量計(jì)的壓力損失,本文用ISO5167-2 :2003 給出的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與渦街流量計(jì)壓力損失的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。為了更好地對渦街流量計(jì)的壓力損失與孔板的壓力損失進(jìn)行比較, 本文選擇了有效流通面積相同的渦街流量計(jì)和孔板流量計(jì)進(jìn)行比較, 這樣的比較也才有意義。
試驗(yàn)采用的渦街流量計(jì)旋渦發(fā)生體的截流面的寬度為dv =28 mm, 流量計(jì)的直徑D =100 mm, 管道截面面積Sc =7854mm2,有效流通面積為Sv=5054 mm2 。將渦街流量計(jì)的有效流通面積轉(zhuǎn)換為孔的面積, 則對應(yīng)的有效孔徑比βv 為
取孔板流量計(jì)與渦街流量計(jì)有效孔徑比最接近的值βo=0.8。根據(jù)Reader-Harris 給出的流出系數(shù)的計(jì)算公式[5],求得平均流出系數(shù)C=0.45。在2003年實(shí)施的孔板流量計(jì)的國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO5167-2:2003)中,壓力損失系數(shù)K的計(jì)算公式為
將βo=0.8和C=0.45代入式(2),可以得到K=3.42。計(jì)算壓力損失ΔPo 的公式為
將流體密度ρ=1.205kg/m3與K =4.75代入式(3)可以得到:
圖4反映了由式(4)計(jì)算出的在不同流速下孔板流量計(jì)的壓力損失曲線和渦街流量計(jì)壓力損失的試驗(yàn)結(jié)果。
從圖4可以看出,在流通面積一定的情況下,孔板的壓力損失要大于渦街流量計(jì),并且隨著流速的增加而增加。表2列出了在不同流速下,孔板流量計(jì)與渦街流量計(jì)的壓力損失, 其中n為孔板流量計(jì)與渦街流量計(jì)壓力損失的比值。表2中,n的平均值約為1.7。R.W.Miller(1989)曾經(jīng)給出了幾種流量計(jì)的壓力損失,如圖5所示的流速為4.2ms時(shí),不同流量計(jì)的壓力損失
情況。其中孔板流量計(jì)的β=0.75;渦街流量計(jì)為水的壓力為6 bar
圖5中孔板和渦街流量計(jì)的壓力損失比值大約為1.5,比本文試驗(yàn)結(jié)果稍小,這可能是因?yàn)樗捎玫脑囼?yàn)流體介質(zhì)不同所造成的, 本文試驗(yàn)采用的是空氣,R.W.Miller 采用的是水,但兩個(gè)結(jié)果還是比較接近的。由以上的分析可以看到, 在保證兩種流量計(jì)的流通面積相等時(shí),孔板流量計(jì)的壓力損失是渦街流量計(jì)的1.7倍左右。而在一些文獻(xiàn)中,給出的這一結(jié)果是相當(dāng)大的,有的為7倍多,甚至更大。 |
