文丘里管影响真空发生器性能的主要因素
文丘里的主要工作原理:新一代差压式流量测量仪表,其基本测量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流动连续性方程为基础的流量测量方法。内文丘里管由一圆形测量管和置入测量管内并与测量管同轴的特型芯体所构成。特型芯体的径向外表面具有与经典文丘里管内表面相似的几何廓形,并与测量管内表面之间构成一个异径环形过流缝隙。流体流经内文丘里管的节流过程同流体流经经典文丘里管、环形孔板的节流过程基本相似。内文丘里管的这种结构特点,使之在使用过程中不存在类似孔板节流件的锐缘磨蚀与积污问题,并能对节流前管内流体速度分布梯度及可能存在的各种非轴对称速度分布进行有效的流动调整(整流),从而实现了高度与高稳定性的流量测量。
真空发生器的性能与喷管的小直径,收缩和扩散管的形状,通径及其相应位置和气源压力大小等诸多因素有关。图2为某真空发生器的吸入口处压力,吸入流量,空气消耗量与供给压力之间的关系曲线.图中表明,供给压力达到一定值时,吸入口处压力较低这时吸入流量达到大,当供给压力继续增加时,吸入口处压力增加这时吸入流量减小。
①大吸入流量qv2max的特性分析:较为理想的真空发生器的qv2max特性要求在常用供给压力范围内(P01=0.4---0.5MPa),qv2max处于大值且随着P01的变化平缓。
②吸入口处压力Pv的特性分析:较为理想的真空发生器的Pv特性要求在常用供给压力范围内(P01=0.4---0.5MPa),Pv处于小值且随着Pv1的变化平缓。
③在吸入口吵完全封闭的条件下对特定条件下吸入口处压力Pv与吸入流量之间的关系如图3所示。为获得较为理想的吸入口处压务与吸入流量的匹配关系,可设计成多级真空发生器串联组合在一起。
④扩散管的长度应保证喷管出口的各种波系充分发展,使扩散管道出口截面上能获得近似的均匀流动。但管道过长。管壁摩擦损失增大。一般管工为管径的6---10倍较为合理。为了减少能量损失,可在扩散管直管道的出口加一个扩张角为6°---8°的扩张段。
⑤吸着响应时间与吸附腔的容积有关(包括扩散腔吸附管道及吸盘或密闭舱容积等),吸附表面的泄漏量与所需吸入口处压力的大小有关。对一定吸入口处压力要求来说,若吸附腔的容积越小,响应时间越短;若吸入口处压力越高,吸附容积越小,表面泄漏量越小,则吸着响应时间亦越短;若吸附容积大,且吸着速度要快,则真空发生器的喷嘴直径应越大。
⑥真空发生器在满足使用要求的前提下应减小其耗气量(L/min),耗气量与压缩空气的供给压力有关,压力越大,则真空发生器的耗气量越大。因此在确定吸入口处压务值勤的大小时要注意系统的供给压力与耗气量的关系,一般真空发生器所产生的吸入口处压力在20kPa到10kPa之间。此时供华表压力再增加吸入口处压力也不会再降低了,而耗气量却增加了。因此降低吸入口处压力应从控制流速方面考虑。
⑦有时由于工件的形状或材料的影响,很难获得较低的吸入口处压力,由于从吸盘边缘或通过工件吸入空气,而造成吸入口处压力升高。在这种情况下,就需要正确选择真空发生器的尺寸,使其能够补偿泄漏造成的吸入口处压力升高。由于很难知道泄漏时的有效截面积,可以通过一个简单的试验来确定泄漏造成的吸入口处压力升高。由于很难知道泄漏时的有效截面积,可以通过一个简单的试验来确定泄漏量。试验回路由工件,真空发生器,吸盘和真空表组成,由真空表的显示读数,再查真空发生器的性能曲线,可很容易知道泄漏量的大小。
优点:如果能完全按照ASME标准制造,测量精度也可以达到 0.5% 但是国产文丘里由于其制造技术问题 精度很难保证 国内老资格的技术力量雄厚的开封仪表厂也只能保证4% 测量精度,对于临界发电的工况,这种喉管处的均压环在高温高压下使用是一个很危险的环节,不采用均压环,就不符合ASNE ISO5167标准,测量精度就无法保证,这是高压经典式文丘里制造中的一个矛盾。
缺点:喉管和进口/出口一样材质流体对喉管的冲刷和磨损严重,无法保证长期测量精度。结构长度必须按ISO-5167规定制造 否则就达不到所需精度 由于ISO-5167对经典文丘里的严格结构规定 使得它的流量测量范围大/小流量比很小 一般在 3 – 5 之间. 很难满足流量变化幅度大的流量测量.
6安装注意事项
对文丘里流量计安装时:
1、首先截取两段与取压弯管相同管径的直管段,长度在1倍直径以上。
2、在条件较好的平台(或平地)上,将截取的两段直管段与取压弯管焊接,呈90o垂直状态,并保证焊接质量
3、将预制好的管道上架与工艺管道焊接。
4、文丘里管传感器与工艺管道焊接,尽可能使其在水平空间状态下工作。当现场不具备水平安装条件时,可在垂直空间状态下安装。
文丘里管流量传感器与工艺管道采用法兰连接,可按传感器标志流向,与工艺管道呈水平空间状态对接。
文丘里管安装时,前端直管段长度应大于5倍直径,后端直管段长度应大于2倍直径。
工作前的检查
1、检查各变送器(含差压、压力及温度变送器)的配管、安装及接线是否正确。
2、检查所有焊装接口、丝扣接头是否做到严密、不泄露。
3、检查二次仪表接线是否正确,与各变送器之间的接线是否正确,重点检查电源接头位置。
4、上述检查无误后,接通二次仪表供电电源。