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淺談壓縮空氣流量計量技術特點
點擊次數:1062 更新時間:2014-09-19

1、壓縮空氣流量測量的特點
(1)振動大。大型往復式空氣壓縮機運行時產生的振動往往帶動廠房和周圍地面一起振動,影響相關空氣流量計的準確、可靠運行。
(2)氣體帶水。壓縮空氣取自大氣,而大氣中含有一定數量的水蒸氣。如用較大孔板流量計測量,孔板前帶有積水,從而影響測量準確度。
(3)脈動流。往復式空氣壓縮機出口流體多數包含一定的脈動,且為半波脈動,頻率一般為幾赫茲。消除和減弱流動脈動對流量計示值影響的常用方法有:① 在空氣壓縮機出口設置緩沖器濾除脈動,而將流量計安裝在緩沖器后面;② 將壓縮空氣流量計安裝在遠離脈動源的地方,這樣可利用工藝管道的氣容同其管阻構成低通濾波器衰減脈動。
2、空氣壓縮機流量的測量方法
空氣壓縮機流量測量方法有風包法和流量計法。用風包法測量空氣壓縮機的流量時,由于風包容積小,充氣時壓力很快就升到1=作壓力。因此,風包內空氣溫度變化迅速,常用的水銀溫度計反應遲緩,溫度讀數較實際的低,很難測得較準確的氣體溫度。此外,還需計算或測量出風包容積,因而風包法測量誤差較大。
在壓縮空氣流量計法中,利用熱球式電風速計測量空壓機進氣管路中的氣流速度,由此計算空壓機的流量,該方法操作簡單并能獲得較準確的結果。熱球式電風速計主要由熱球式測頭和測量儀表組成,測桿的頭部有一直徑約0.8 mm玻璃球,球內繞有加熱玻璃球用的鎳鉻絲線圈和2個串聯熱電偶,熱電偶的冷端連接在磷銅質支柱上,直接暴露在氣流中。當一定大小的電流通過加圈后,玻璃球溫度升高,升高的程度和氣流速度有關,流速小時升高的程度大,反之升高程度小。升高程度可通過熱電偶產生的電勢在電表上指示出來。
3、壓縮空氣流量計的安裝與使用
(1)測量位置的選擇。熱球式電風速計所測量流速為線流速,只有流速分布均勻、無外界干擾,才能保證儀表的測量準確度,所以測量位置應選擇在離進氣管口10倍管徑以上的直線段上,開孔尺寸不小于Φ13.2mm。
(2)熱球式電風速計的正確使用。開啟儀器后,儀器自檢,預熱5min,將熱球式電風速計的測桿垂直向上放置,經2min左右的變化后,風速顯示為0.0##m/s,則表明風速計正常。測量時,測桿插入深度在2/3內徑處,測出進氣管中的平均氣流速度。
由于進氣管中氣流有脈動現象,經測量比對,對測量速度應乘以0.96~0.98的修正系數。
4、流量的換算
(1)額定轉速的換算。若被測空壓機的實際轉速與銘牌轉速不同時,必須對按流量計法測得的流量Qp換算,即Q′=Qpne/n。其中,Q′為換算到銘牌轉速下的流量,m3/min;ne為空壓機銘牌轉速,r/min;n為實測轉速,r/min。
(2)標準狀態的換算。如果Q′不是標準狀態下的流量,就應換算為標準狀態下的流量。目前存在著2種不同的標準狀態:① 以標準大氣壓和0℃ 為標準狀態;② 以標準大氣壓和20℃ 為標準狀態。其換算公式分別為:

其中,Q、Q20分別為0℃ 和20℃ 標準狀態下空氣壓縮機的流量,m3/min;T、T20分別為2種標準狀態下的溫度,T=273 K,T20=293 K;ρ、ρ2。分別為2種標準狀態下的空氣密度,ρ=1.293 kg/m ;p20=1.2kg/m3;p為標準大氣壓力,取1.0133×10 Pa;p。為吸氣狀態下的大氣壓力,Pa;To為吸氣狀態下的溫度,K;p為吸氣狀態下的空氣密度,kg/m3。
5 誤差產生的原因
(1)管道內徑引起的誤差。用熱球式電風速計測量流量的原理是平均風速與管道流通截面積及相關修正系數的乘積,管道內徑的誤差會使流量測量誤差成平方地增大。故要保證管道內徑的準確性。
(2)流量計安裝、使用引起的誤差。應嚴格按照相關要求安裝,即選擇在離進氣管口10倍管徑以上直線段上,嚴禁距離彎頭、濾風器太近,否則由脈動流引起的誤差將大幅增大。測量時,應保證熱球位于2/3管內徑處,且流量計紅色標記正對進風方向,這樣才能保證測出的平均氣流速度穩定、準確。
(3)數據處理引起的誤差。測得數據如不換算至額定轉速和標準狀態下,將會引起相應誤差。
對于空氣壓縮機流量的測量,首先應掌握其測量的特點,然后選擇合適的測量方法并正確分析誤差來源,才能使測量達到滿意的效果。

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