對于孔板流量計的壓力損失,本文用ISO5167-2 :2003 給出的計算公式進行計算,計算結果與渦街流量計壓力損失的試驗結果進行比較。為了更好地對渦街流量計的壓力損失與孔板的壓力損失進行比較, 本文選擇了有效流通面積相同的渦街流量計和孔板流量計進行比較, 這樣的比較也才有意義。
試驗采用的渦街流量計旋渦發生體的截流面的寬度為dv =28 mm, 流量計的直徑D =100 mm, 管道截面面積Sc =7854mm2,有效流通面積為Sv=5054 mm2 。將渦街流量計的有效流通面積轉換為孔的面積, 則對應的有效孔徑比βv 為
取孔板流量計與渦街流量計有效孔徑比最接近的值βo=0.8。根據Reader-Harris 給出的流出系數的計算公式[5],求得平均流出系數C=0.45。在2003年實施的孔板流量計的國際標準(ISO5167-2:2003)中,壓力損失系數K的計算公式為
將βo=0.8和C=0.45代入式(2),可以得到K=3.42。計算壓力損失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)計算出的在不同流速下孔板流量計的壓力損失曲線和渦街流量計壓力損失的試驗結果。
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,并且隨著流速的增加而增加。表2列出了在不同流速下,孔板流量計與渦街流量計的壓力損失, 其中n為孔板流量計與渦街流量計壓力損失的比值。表2中,n的平均值約為1.7。R.W.Miller(1989)曾經給出了幾種流量計的壓力損失,如圖5所示的流速為4.2ms時,不同流量計的壓力損失
情況。其中孔板流量計的β=0.75;渦街流量計為水的壓力為6 bar
圖5中孔板和渦街流量計的壓力損失比值大約為1.5,比本文試驗結果稍小,這可能是因為所采用的試驗流體介質不同所造成的, 本文試驗采用的是空氣,R.W.Miller 采用的是水,但兩個結果還是比較接近的。由以上的分析可以看到, 在保證兩種流量計的流通面積相等時,孔板流量計的壓力損失是渦街流量計的1.7倍左右。而在一些文獻中,給出的這一結果是相當大的,有的為7倍多,甚至更大。 |
