浸入式流量計(jì)安裝常見(jiàn)錯(cuò)誤及如何避免

壓縮空氣是加壓氣體最典型的應(yīng)用，我們將簡(jiǎn)要介紹測(cè)量壓縮空氣體積流量時(shí)需要考慮的事項(xiàng)。

在流體力學(xué)中對(duì)流動(dòng)剖面進(jìn)行建模時(shí)，經(jīng)常使用平行板模型。在假設(shè)上板以恒定速度移動(dòng)的模型中，與流體中的聲速相比，板的移動(dòng)速度相當(dāng)?shù)汀８鶕?jù)該模型，上板表面的流速等于板的速度，而下板表面的流速為零。那么速度曲線在這兩者之間如何變化呢？這就是重點(diǎn)。

圖 1 中給出的示例實(shí)際上對(duì)于壓縮空氣無(wú)效。因?yàn)檫@里給出的示例是針對(duì)粘性流體而建議的。我們給出這個(gè)例子的原因是為了引入“流剖面"的概念。因?yàn)樵诖四Ｐ椭锌梢砸院?jiǎn)單的形式理解流量和速度分布的概念。在此特定示例中，下板邊界處的流速為零，在上板邊界處達(dá)到恒定的最大值，并且存在恒定的力 F 移動(dòng)上板以維持該速度。速度梯度是線性的，在這種情況下，層流充分發(fā)展。

圖 2 顯示了管道中流動(dòng)的演變。如果流動(dòng)完整，則速度分布是對(duì)稱的。也就是說(shuō)，管道壁處的流速為零，管道中心處的流速最大。在這種情況下，如果已知流動(dòng)的平均速度，則通過(guò)將其乘以管道橫截面積即可獲得體積流量。

這就是壓縮空氣流量測(cè)量中充分開(kāi)發(fā)的流量剖面的重要性的體現(xiàn)。雖然流量計(jì)的測(cè)量原理不同，但幾乎都是通過(guò)測(cè)量或計(jì)算流量來(lái)計(jì)算流量。因此，需要“充分發(fā)展的直管距離"，使我們免受在流動(dòng)中產(chǎn)生額外湍流的影響。

圖3顯示了壓縮空氣流量計(jì)的直管距離。根據(jù)這些條件，例如，在單個(gè)彎頭后安裝流量計(jì)之前，必須在流量計(jì)之前提供15倍管道內(nèi)徑的直管距離。另外，流量計(jì)后面需要有5倍管徑的直管距離。

圖4顯示了正確組裝的兩個(gè)不同示例。在這些示例中，管道上留有直管距離，距會(huì)產(chǎn)生湍流的彎頭足夠遠(yuǎn)。安裝在相關(guān)直線上的任何分支或連接點(diǎn)（甚至是盲點(diǎn)）都將成為巨大湍流的來(lái)源，并會(huì)擾亂速度曲線。

在現(xiàn)場(chǎng)條件下可能并不總是能夠找到直管距離。在這種情況下，需要做的是修改管道以確保建議的距離。

例如，圖5顯示了為適應(yīng)所需直管距離（示例中流量計(jì)為 20D + 5D）而進(jìn)行的線路修訂。

不正確的裝配示例

在沒(méi)有適當(dāng)安裝條件的情況下進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)性結(jié)果。浸入式壓縮空氣流量計(jì)，特別是用于移動(dòng)測(cè)量，由于其易于安裝而成為首要選擇。然而，如果后來(lái)安裝在非測(cè)量用途的管道上的支管在現(xiàn)場(chǎng)條件下未正確打開(kāi)，則測(cè)量結(jié)果不正確。在現(xiàn)場(chǎng)使用浸入式流量計(jì)時(shí)要考慮的最重要問(wèn)題是直管距離、浸入長(zhǎng)度以及避免在管道中產(chǎn)生湍流的影響。

在圖6所示的安裝中，雖然有足夠的直管距離，但總共有3個(gè)過(guò)渡點(diǎn)，其中2個(gè)在流量計(jì)探頭的正前方，1個(gè)在流量計(jì)探頭的正后方。在這種情況下，距離探頭幾厘米的三個(gè)獨(dú)立的不規(guī)則過(guò)渡點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生巨大的湍流源。

在圖 7 所示的 CFD（計(jì)算機(jī)輔助流動(dòng)分析）示例中，給出了管道中的不規(guī)則性在流動(dòng)中產(chǎn)生脈沖湍流的示例。

在圖 6 中的錯(cuò)誤安裝示例中，管道過(guò)渡連接編號(hào) 1、T 形接頭入口編號(hào) 2 和 T 形接頭出口編號(hào) 3 將產(chǎn)生類似于圖 7 所示分析結(jié)果的渦流效應(yīng)。在這種情況下，不可能獲得流量計(jì)探頭可以測(cè)量的規(guī)則流量剖面。

確實(shí)，無(wú)法測(cè)量的參數(shù)就無(wú)法管理。然而，更糟糕的是根據(jù)錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行管理。流量計(jì)和其他測(cè)量設(shè)備安裝不正確會(huì)誤導(dǎo)測(cè)量結(jié)果，由于測(cè)量結(jié)果不正確，將無(wú)法做出正確的技術(shù)和決策，從而對(duì)業(yè)務(wù)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。