標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置應(yīng)用于可壓縮流體(氣體)時規(guī)定下游壓力與上游壓力之比(即壓力比)不小于0.75,這時管道內(nèi)的流體流速為亞音速。當(dāng)下游壓力繼續(xù)降低,在有廓形的節(jié)流件流動通道上會產(chǎn)生臨界流現(xiàn)象,這時節(jié)流件喉部的流速將達(dá)到音速,流動出現(xiàn)壅塞現(xiàn)象,盡管下游壓力繼續(xù)降低,通過節(jié)流件的質(zhì)量流量將保持恒定,只有當(dāng)上游壓力增加時,質(zhì)量流量才再升高。
1990年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)頒布國際標(biāo)準(zhǔn)ISO9300《臨界流文丘里噴嘴測量氣體流量》,臨界流文丘里噴嘴亦稱音速噴嘴在氣體流量測量中,如天然氣工業(yè)中作為氣體流量傳遞標(biāo)準(zhǔn)獲得**應(yīng)用。
當(dāng)氣體流經(jīng)一個漸縮噴嘴時,如果保持噴嘴上游端壓力P0 和溫度T0不變,使其下游壓力P2 逐漸減小,則通過噴嘴的氣體質(zhì)量流量qm將逐漸增加。當(dāng)下游壓力P2下降到某一壓力Pc時,通過噴嘴的質(zhì)量流量將達(dá)到*大值qmax,此時噴嘴出口的流速已達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲賏。如果繼續(xù)降低下游端壓力P2,通過噴嘴的質(zhì)量流量將不再增加,(如圖所示),流速也保持音速不變。將噴嘴出口的流速達(dá)到音速的壓力Pc稱為臨界壓力,Pc/P0稱為臨界壓力比,此時通過噴嘴的流量稱為臨界流量。
三、特點(diǎn)
1、臨界流噴嘴作為一級傳遞標(biāo)準(zhǔn),在標(biāo)定各種氣體流量計(jì)的高壓大流量特性,特別是各種應(yīng)用系統(tǒng)的在線標(biāo)定,起到了其它氣流量標(biāo)準(zhǔn)所不能替代的作用。作為一種氣體流量計(jì),也有許多差壓式流量計(jì)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
2、有非常清晰的工作原理,可以用一個半經(jīng)驗(yàn)公式表示,在一級標(biāo)準(zhǔn)裝置上標(biāo)定得到的流出系數(shù)可以推廣到不同操作條件而不喪失其準(zhǔn)確度;而且具有很好的復(fù)現(xiàn)性,可以進(jìn)行在線測量,便于自動控制。
3、不受噴嘴上游端流速分布的影響,因此上游端不需要很嚴(yán)格的直管段。而且其流量值僅取決于噴嘴上游的流體參數(shù),不受下游壓力變化的影響。通過噴嘴的質(zhì)量流量與人口滯止壓力為線性關(guān)系,不需要測量差壓,也無須在流速有劇烈變化之處測量靜壓,使得壓力的測量精度大為提高,有利于提高測量精度。
4、工作范圍極寬,溫度、壓力、流量等參數(shù)的范圍幾乎不受限制。尺寸緊湊,作為流量標(biāo)準(zhǔn),在同樣的流量測量范圍,無論體積,價格等都比同等精度的其它流量標(biāo)準(zhǔn)裝置小得多和低廉得多。
四、技術(shù)性能
1、工作壓力(表壓):Pg=0 MPa~0.1 MPa~32MPa。
2、工作溫度:單一氣體:-50℃~400℃(含空氣);
天 然 氣:-30℃~120℃;
蒸汽:100℃~580℃。
3、流量測量范圍:氣 體:1~70000Nm3/h;
蒸汽:1~500T/h。
4、精度等級:±0.2%,±0.5%,±1.0%,±1.5%。
5、公稱通徑: DN范圍: 10 mm~500 mm。
五、結(jié)構(gòu)形式
臨界流文丘里噴嘴根據(jù)喉部結(jié)構(gòu)分為:圓環(huán)形喉部文丘里噴嘴、圓筒形喉部文丘里噴嘴。
六、型號標(biāo)記方法:XY-LWP-DN□ 臨界流文丘里噴嘴
XY——基本型號;- LWP——臨界流文丘里噴嘴
DN□——公稱通徑(㎜)例如DN200,為公稱通徑200㎜。
七、臨界流文丘里噴嘴的應(yīng)用
近30年來,國內(nèi)外氣體流量測量采用臨界流文丘里噴嘴作為標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)表(傳遞標(biāo)準(zhǔn)),裝置的結(jié)構(gòu)形式主要有負(fù)壓法和正壓法。
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