專利名稱：氣體流量測量管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體流量測量技術，具體地說涉及一種氣 體流量測量管，用于現代工業生產過程中各種不同尺寸、不同截面形狀的管 道氣體流量的測量。
背景技術：
氣體流量測量是工業生產和過程控制的重要參數。例如，燃料 在燃燒設備(如電站鍋爐、工業鍋爐、工業窯爐、加熱爐等)中燃燒的好壞 關鍵就在于燃料一空氣比例的控制。風量過大，煙氣帶走的熱量增多，降低了鍋爐的效率；風量少，燃料因缺氧而不能完全燃燒，同樣使鍋爐效率下降。 另一方面，現代鍋爐送粉系統中的管道長短不一，阻力差異大，使一次風控 制困難，常出現積粉和堵管現象，直接影響爐內燃燒工況，使火焰不穩，中 心偏斜，燃燒不完全，局部結焦等威脅鍋爐安全和經濟運行。為了控制燃燒 空氣量，目前使用了多種檢測方法和設備，然而它們都存在某種使用局限， 影響測量精度。例如隨著電站鍋爐容量的不斷增大，風道截面積也隨之增大， 相對的管道直段比例顯得太小了，無法滿足精確測量風量的要求。因此，無 奈之下不少用戶選擇放棄測量風量，憑司爐經驗進行操作。在某些必須測量 風量的場合，唯有選擇機翼測風裝置。由于機翼測風裝置的阻塞比很大，明 顯減少了風道的有效流通面積，增加了風機能耗。其它較常用的風量測量裝 置還有皮托管、靠背管、笛形管、孔板、文丘里、阿紐巴、多普勒測量儀、 電磁流量計等等，它們或對設備要求嚴格(如測量直段)；或測量不穩，精 度不高；或阻力偏大，或制造、安裝、標定困難；或對測量環境有特殊要求; 或設備投資過高等因素，限制了它們的廣泛使用。例如使用皮托管，需要找
出代表意義的平均流速，必須把管道截面分為面積相等的若干部分，并近似 地認為每一部分的流速都是均勻的，在其中選擇相應的點測量，還要對測量 的每個點進行記錄，然后求出所有測點的平均值，通過動壓(全壓與靜壓之 差)與氣體流速的關系換算，得出流道截面的平均流速。這種方法在大面積 工業通風管道的測量時，由于被測點數量很多，用起來十分不便；再加上人 工手持皮托管，極易造成人為測量誤差。此外，即使是空氣也難免存在一些 浮動塵粒，很可能把皮托管的感壓孔堵塞，影響測量結果。中國專利(專利號為91202141. 1)公開了一種氣體測量裝置，用以測 量帶有部分粉狀物的氣固雙相流體的流量。其特征在于測量系統由原管段+ 擴張段+補償段+收縮段+原管段連接而成，在來流的原管段靠近擴張段入口 處附近設一取壓孔，在補償段設一取壓孔，由兩取壓孔之壓差求得氣體流量。 雖然這種方法不失為結構簡單、運行可靠、安裝操作方便，但兩取壓孔都設 在流道截面突變附近，流線缺乏均勻有序，信號欠穩；同時，兩取壓孔之間 因流道形狀突然改變，流阻不可忽略，并且計算繁雜，還會造成測量誤差。
發明內容本實用新型的目的是提供一種氣體流量測量管，它不僅測量精 度高，而且結構簡單、使用維護方便。適于各種有關工業過程用戶使用。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是 一種氣體流量測量管，連 接于需要測量氣體流量的氣流管段位置，測量管上有感壓孔；其特征在于 所述的測量管為變速段，在變速段氣流流動方向上分別設置第一感壓孔和第 二感壓孔。所述的變速段可為一擴張管。所述的變速段也可為一收縮管。 為適配于所連接的管段，在測量管變速段后還可以連接過渡段。
本實用新型的原理是，流體流過裝有感壓孔的變速段時，在變速段的斷 面卜l和斷面2-2處，根據粘性流體的伯努利方程可得Zi + ~^ +丄=z， +尸2 "IP2g 2g(1)式中斷面1-1 、 2-2的位置頭，m ;《,^斷面1-1 、 2-2的靜壓頭，尸"；斷面l-l 、 2-2的氣體流速，w〃 ；A，wA,A 斷面l-l 、 2-2的氣體密度，Ag/m3 ;273對空氣A) =1.293^/m3 ,^ = A)273+ f重力加速度，g = 9.81w"2.為氣體溫度，°C由于斷面卜l、 2-2距離較近，流體流經兩斷面的溫度幾乎不變，且壓 力降甚微，可視為不可壓縮流體。由于兩感壓孔離地面距離相同，則位置頭Zl = Z2 ，A = A = /0 ，于是式(1)變為 "V +丄=+丄或々2 2 1"" 122 2(2)根據流量連續性原理",y; = "2/2 ，或& = "2式中乂、 /2為斷面l-l 、 2-2的流通面積，m2;代入(2)式得而(尸i-= ，尸"；〔/0二 I/)卜、/w、,y(3).(4) 所以，<formula>formula see original document page 6</formula>氣體流量g = 36oo"2/2, 。 本實用新型的有益效果是，由于僅采用變速段結構，在變速段氣流流動 方向上分別設置第一感壓孔和第二感壓孔。測量變速段流道內兩個毗鄰的感 壓孔截面兩點靜壓差，根據流體力學原理直接求得氣體的流量。具有測量精 確、結構簡單而造價低，又避免了傳統測量手段的缺點。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖l為本實用新型的第一個實施例剖視構造示意圖。測量管變速段為擴 張管結構。圖2為本實用新型的第二個實施例剖視構造示意圖。測量管變速段為收 縮管結構。圖3為本實用新型的第三個實施例剖視構造示意圖。氣流管路為矩形管 結構。圖中l.氣流進氣管段、2.變速段、3.補償段、4.過渡段、5.第一感壓 孔、6.第二感壓孔，7.氣流出氣管段。
具體實施方式
實施例1 如圖1所示， 一種氣體流量測量管，連接于需要測量氣體 流量的氣流管段位置，測量管上有感壓孔；其特征在于所述的測量管有變 速段2，在變速段氣流流動方向上分別設置第一感壓孔5和第二感壓孔6。 變速段2為一擴張管。兩感壓孔5、 6的水平距離為0. 1—2. 0倍氣流管段當
量直徑，且兩取壓孔距地面距離相等。變速段半擴角可在5—70。范圍內變 化。具體的尺寸氣流進氣管段1直徑為159mm，后接一半擴角為22. 5°的、 長320mra擴張管結構的變速段2。在距擴張管進口 127mm和240mm處的壁面 設第一感壓孔5和第二感壓孔6。兩感壓孔距地平面距離相等。擴張管進口 徑為159ram，出口徑為422. 4ram，出口處與一緩沖補償段3相接；補償段長 160mm，直徑為422.4mm;補償段另一端與收縮過渡段4相接；收縮過渡段 長238mm，小端直徑159mm，與氣流出氣管段7連接。將兩感壓孔之壓差通 過壓力傳感器傳遞至信號采集器，由系統主機完成風道風量計算并顯示，并 送至需要控制和執行的系統。變速段出口也可不加補償段和過渡段而直接與 擴張段口徑一致的管段連接，這并不影響流量的測量。實施例2 如圖2所示， 一種氣體流量測量管，連接于需要測量氣體 流量的氣流管段位置，測量管上有感壓孔；其特征在于所述的測量管有變 速段2，在變速段氣流流動方向上分別設置第一感壓孔5和第二感壓孔6。 變速段2為一收縮管，其收縮半角取值5 — 70°。兩感壓孔5、 6的水平距離 為O. l—2.0倍氣流管段當量直徑，且兩取壓孔距地面距離相等。這種結構 特別適合當送氣管道截面較大(如當量直徑〉426mm)時。.變速段2后面同 樣可加一補償段3和一過渡段4，也可不加。實施例3如圖3所示， 一種氣體流量測量管，有現成的矩形送氣管 道，其截面為寬350mm，高230mm，且有一擴張變速段2，變速段2僅向寬度方 向擴展(當然，也可沿寬度、深度兩個方向擴展)。在擴張變速段2的側壁 設兩感壓孔5、 6，把壓差信號傳出，完成在線顯示、監測和控制。其余， 同實施例1。
權利要求1. 一種氣體流量測量管，連接于需要測量氣體流量的氣流管段位置，測量管上有感壓孔；其特征在于所述的測量管為變速段，在變速段氣流流動方向上分別設置第一感壓孔和第二感壓孔。
2、 根據權利要求l所述的測量管，其特征在于所述的變速段為一擴 張管。
3、 根據權利要求l所述的測量管，其特征在于所述的變速段為一收 縮管。
4、 根據權利要求2所述的測量管，其特征在于所述的擴張管，其擴張半角取值5 — 70° ，在其側壁上的第一感壓孔和第二感壓孔間水平距離是 0.1 — 2倍氣流管道當量直徑。
5、 根據權利要求3所述的測量管，其特征在于所述的收縮管，其收縮半角取值5 — 70° ，在其側壁上的第一感壓孔和第二感壓孔間水平距離是 0.1 — 2倍氣流管道當量直徑。
6、 根據權利要求l所述的測量管，其特征在于所述的變速段的第一 感壓孔和第二感壓孔距地面水平距離相等。
7、 根據權利要求1所述的測量管，其特征在于在測量管變速段后連接過渡段。
8、 根據權利要求7所述的測量管，其特征在于所述的過渡段出口適配于所連接的管段。
專利摘要本實用新型公開了一種氣體流量測量管，連接于需要測量氣體流量的氣流管段位置，測量管上有感壓孔；其特征在于所述的測量管為變速段，在變速段氣流流動方向上分別設置第一感壓孔和第二感壓孔。所述的變速段可為一擴張管。所述的變速段也可為一收縮管。為適配于所連接的管段，在測量管變速段后還可以連接過渡段。由于變速段流道內兩個毗鄰的感壓孔截面不同而產生的靜壓差，根據流體力學原理直接求得氣體的流量。具有測量精確、結構簡單而造價低，又避免了傳統測量手段的缺點。適用于現代工業生產過程中各種不同尺寸、不同截面形狀的管道氣體流量的測量。
文檔編號G01F1/34GK201081745SQ200720121689
公開日2008年7月2日 申請日期2007年7月18日 優先權日2007年7月18日
發明者阮奕紹 申請人:深圳東方鍋爐控制有限公司