专利名称：气体流量测量管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体流量测量技术，具体地说涉及一种气 体流量测量管，用于现代工业生产过程中各种不同尺寸、不同截面形状的管 道气体流量的测量。
背景技术：
气体流量测量是工业生产和过程控制的重要参数。例如，燃料 在燃烧设备(如电站锅炉、工业锅炉、工业窑炉、加热炉等)中燃烧的好坏 关键就在于燃料一空气比例的控制。风量过大，烟气带走的热量增多，降低了锅炉的效率；风量少，燃料因缺氧而不能完全燃烧，同样使锅炉效率下降。 另一方面，现代锅炉送粉系统中的管道长短不一，阻力差异大，使一次风控 制困难，常出现积粉和堵管现象，直接影响炉内燃烧工况，使火焰不稳，中 心偏斜，燃烧不完全，局部结焦等威胁锅炉安全和经济运行。为了控制燃烧 空气量，目前使用了多种检测方法和设备，然而它们都存在某种使用局限， 影响测量精度。例如随着电站锅炉容量的不断增大，风道截面积也随之增大， 相对的管道直段比例显得太小了，无法满足精确测量风量的要求。因此，无 奈之下不少用户选择放弃测量风量，凭司炉经验进行操作。在某些必须测量 风量的场合，唯有选择机翼测风装置。由于机翼测风装置的阻塞比很大，明 显减少了风道的有效流通面积，增加了风机能耗。其它较常用的风量测量装 置还有皮托管、靠背管、笛形管、孔板、文丘里、阿纽巴、多普勒测量仪、 电磁流量计等等，它们或对设备要求严格(如测量直段)；或测量不稳，精 度不高；或阻力偏大，或制造、安装、标定困难；或对测量环境有特殊要求; 或设备投资过高等因素，限制了它们的广泛使用。例如使用皮托管，需要找
出代表意义的平均流速，必须把管道截面分为面积相等的若干部分，并近似 地认为每一部分的流速都是均匀的，在其中选择相应的点测量，还要对测量 的每个点进行记录，然后求出所有测点的平均值，通过动压(全压与静压之 差)与气体流速的关系换算，得出流道截面的平均流速。这种方法在大面积 工业通风管道的测量时，由于被测点数量很多，用起来十分不便；再加上人 工手持皮托管，极易造成人为测量误差。此外，即使是空气也难免存在一些 浮动尘粒，很可能把皮托管的感压孔堵塞，影响测量结果。中国专利(专利号为91202141. 1)公开了一种气体测量装置，用以测 量带有部分粉状物的气固双相流体的流量。其特征在于测量系统由原管段+ 扩张段+补偿段+收縮段+原管段连接而成，在来流的原管段靠近扩张段入口 处附近设一取压孔，在补偿段设一取压孔，由两取压孔之压差求得气体流量。 虽然这种方法不失为结构简单、运行可靠、安装操作方便，但两取压孔都设 在流道截面突变附近，流线缺乏均匀有序，信号欠稳；同时，两取压孔之间 因流道形状突然改变，流阻不可忽略，并且计算繁杂，还会造成测量误差。
发明内容本实用新型的目的是提供一种气体流量测量管，它不仅测量精 度高，而且结构简单、使用维护方便。适于各种有关工业过程用户使用。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种气体流量测量管，连 接于需要测量气体流量的气流管段位置，测量管上有感压孔；其特征在于 所述的测量管为变速段，在变速段气流流动方向上分别设置第一感压孔和第 二感压孔。所述的变速段可为一扩张管。所述的变速段也可为一收縮管。 为适配于所连接的管段，在测量管变速段后还可以连接过渡段。
本实用新型的原理是，流体流过装有感压孔的变速段时，在变速段的断 面卜l和断面2-2处，根据粘性流体的伯努利方程可得Zi + ~^ +丄=z， +尸2 "IP2g 2g(1)式中断面1-1 、 2-2的位置头，m ;《,^断面1-1 、 2-2的静压头，尸"；断面l-l 、 2-2的气体流速，w〃 ；A，wA,A 断面l-l 、 2-2的气体密度，Ag/m3 ;273对空气A) =1.293^/m3 ,^ = A)273+ f重力加速度，g = 9.81w"2.为气体温度，°C由于断面卜l、 2-2距离较近，流体流经两断面的温度几乎不变，且压 力降甚微，可视为不可压缩流体。由于两感压孔离地面距离相同，则位置头Zl = Z2 ，A = A = /0 ，于是式(1)变为 "V +丄=+丄或々2 2 1"" 122 2(2)根据流量连续性原理",y; = "2/2 ，或& = "2式中乂、 /2为断面l-l 、 2-2的流通面积，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>气体流量g = 36oo"2/2, 。 本实用新型的有益效果是，由于仅采用变速段结构，在变速段气流流动 方向上分别设置第一感压孔和第二感压孔。测量变速段流道内两个毗邻的感 压孔截面两点静压差，根据流体力学原理直接求得气体的流量。具有测量精 确、结构简单而造价低，又避免了传统测量手段的缺点。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图l为本实用新型的第一个实施例剖视构造示意图。测量管变速段为扩 张管结构。图2为本实用新型的第二个实施例剖视构造示意图。测量管变速段为收 缩管结构。图3为本实用新型的第三个实施例剖视构造示意图。气流管路为矩形管 结构。图中l.气流进气管段、2.变速段、3.补偿段、4.过渡段、5.第一感压 孔、6.第二感压孔，7.气流出气管段。
具体实施方式
实施例1 如图1所示， 一种气体流量测量管，连接于需要测量气体 流量的气流管段位置，测量管上有感压孔；其特征在于所述的测量管有变 速段2，在变速段气流流动方向上分别设置第一感压孔5和第二感压孔6。 变速段2为一扩张管。两感压孔5、 6的水平距离为0. 1—2. 0倍气流管段当
量直径，且两取压孔距地面距离相等。变速段半扩角可在5—70。范围内变 化。具体的尺寸气流进气管段1直径为159mm，后接一半扩角为22. 5°的、 长320mra扩张管结构的变速段2。在距扩张管进口 127mm和240mm处的壁面 设第一感压孔5和第二感压孔6。两感压孔距地平面距离相等。扩张管进口 径为159ram，出口径为422. 4ram，出口处与一缓冲补偿段3相接；补偿段长 160mm，直径为422.4mm;补偿段另一端与收縮过渡段4相接；收縮过渡段 长238mm，小端直径159mm，与气流出气管段7连接。将两感压孔之压差通 过压力传感器传递至信号采集器，由系统主机完成风道风量计算并显示，并 送至需要控制和执行的系统。变速段出口也可不加补偿段和过渡段而直接与 扩张段口径一致的管段连接，这并不影响流量的测量。实施例2 如图2所示， 一种气体流量测量管，连接于需要测量气体 流量的气流管段位置，测量管上有感压孔；其特征在于所述的测量管有变 速段2，在变速段气流流动方向上分别设置第一感压孔5和第二感压孔6。 变速段2为一收縮管，其收縮半角取值5 — 70°。两感压孔5、 6的水平距离 为O. l—2.0倍气流管段当量直径，且两取压孔距地面距离相等。这种结构 特别适合当送气管道截面较大(如当量直径〉426mm)时。.变速段2后面同 样可加一补偿段3和一过渡段4，也可不加。实施例3如图3所示， 一种气体流量测量管，有现成的矩形送气管 道，其截面为宽350mm，高230mm，且有一扩张变速段2，变速段2仅向宽度方 向扩展(当然，也可沿宽度、深度两个方向扩展)。在扩张变速段2的侧壁 设两感压孔5、 6，把压差信号传出，完成在线显示、监测和控制。其余， 同实施例1。
权利要求1. 一种气体流量测量管，连接于需要测量气体流量的气流管段位置，测量管上有感压孔；其特征在于所述的测量管为变速段，在变速段气流流动方向上分别设置第一感压孔和第二感压孔。
2、 根据权利要求l所述的测量管，其特征在于所述的变速段为一扩 张管。
3、 根据权利要求l所述的测量管，其特征在于所述的变速段为一收 縮管。
4、 根据权利要求2所述的测量管，其特征在于所述的扩张管，其扩张半角取值5 — 70° ，在其侧壁上的第一感压孔和第二感压孔间水平距离是 0.1 — 2倍气流管道当量直径。
5、 根据权利要求3所述的测量管，其特征在于所述的收缩管，其收縮半角取值5 — 70° ，在其侧壁上的第一感压孔和第二感压孔间水平距离是 0.1 — 2倍气流管道当量直径。
6、 根据权利要求l所述的测量管，其特征在于所述的变速段的第一 感压孔和第二感压孔距地面水平距离相等。
7、 根据权利要求1所述的测量管，其特征在于在测量管变速段后连接过渡段。
8、 根据权利要求7所述的测量管，其特征在于所述的过渡段出口适配于所连接的管段。
专利摘要本实用新型公开了一种气体流量测量管，连接于需要测量气体流量的气流管段位置，测量管上有感压孔；其特征在于所述的测量管为变速段，在变速段气流流动方向上分别设置第一感压孔和第二感压孔。所述的变速段可为一扩张管。所述的变速段也可为一收缩管。为适配于所连接的管段，在测量管变速段后还可以连接过渡段。由于变速段流道内两个毗邻的感压孔截面不同而产生的静压差，根据流体力学原理直接求得气体的流量。具有测量精确、结构简单而造价低，又避免了传统测量手段的缺点。适用于现代工业生产过程中各种不同尺寸、不同截面形状的管道气体流量的测量。
文档编号G01F1/34GK201081745SQ200720121689
公开日2008年7月2日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者阮奕绍 申请人:深圳东方锅炉控制有限公司