对于孔板流量计的压力损失,本文用ISO5167-2 :2003 给出的计算公式进行计算,计算结果与涡街流量计压力损失的试验结果进行比较。为了更好地对涡街流量计的压力损失与孔板的压力损失进行比较, 本文选择了有效流通面积相同的涡街流量计和孔板流量计进行比较, 这样的比较也才有意义。
试验采用的涡街流量计旋涡发生体的截流面的宽度为dv =28 mm, 流量计的直径D =100 mm, 管道截面面积Sc =7854mm2,有效流通面积为Sv=5054 mm2 。将涡街流量计的有效流通面积转换为孔的面积, 则对应的有效孔径比βv 为
取孔板流量计与涡街流量计有效孔径比最接近的值βo=0.8。根据Reader-Harris 给出的流出系数的计算公式[5],求得平均流出系数C=0.45。在2003年实施的孔板流量计的国际标准(ISO5167-2:2003)中,压力损失系数K的计算公式为
将βo=0.8和C=0.45代入式(2),可以得到K=3.42。计算压力损失ΔPo 的公式为
将流体密度ρ=1.205kg/m3与K =4.75代入式(3)可以得到:
图4反映了由式(4)计算出的在不同流速下孔板流量计的压力损失曲线和涡街流量计压力损失的试验结果。
从图4可以看出,在流通面积一定的情况下,孔板的压力损失要大于涡街流量计,并且随着流速的增加而增加。表2列出了在不同流速下,孔板流量计与涡街流量计的压力损失, 其中n为孔板流量计与涡街流量计压力损失的比值。表2中,n的平均值约为1.7。R.W.Miller(1989)曾经给出了几种流量计的压力损失,如图5所示的流速为4.2ms时,不同流量计的压力损失
情况。其中孔板流量计的β=0.75;涡街流量计为水的压力为6 bar
图5中孔板和涡街流量计的压力损失比值大约为1.5,比本文试验结果稍小,这可能是因为所采用的试验流体介质不同所造成的, 本文试验采用的是空气,R.W.Miller 采用的是水,但两个结果还是比较接近的。由以上的分析可以看到, 在保证两种流量计的流通面积相等时,孔板流量计的压力损失是涡街流量计的1.7倍左右。而在一些文献中,给出的这一结果是相当大的,有的为7倍多,甚至更大。 |
