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圆形尘气风阀的毕托管法测量原理
圆形尘气风阀的毕托管法测量原理
静止着的流体中任意一点上的压力,在任何方向上的大小都是相同的。可是,当流体以同样大小、一定的速度流动时,压力的大小将发生变化。压力的变化和流体的运动有关,压力变化的大小取决于流速和流体的密度[1]。毕托管的工作原理就是利用流体这种固有特性而设计的测量装置,毕托管头部迎着流体流动方向开有一个小孔A,称为总压孔,用来测量流体的总压;在距头部一定距离处开有若干垂直于流体流向的小孔B,称为静压孔,用来测量流体的静压,各静压孔均与静压室相连,最终输出平均静压(如图1所示)。当某点绝对静压力低于当地大气压时,其低于大气压部分称为负压,高于大气压部分称为正压。正压和负压都是相对于当地大气压力的相对值。
在没有插入毕托管时,假设流场某一点的流速为V,静压为Ps,为了测得该点流速,我们将毕托管顶端的小孔A对准此点,并使毕托管轴线与流体流向平行,这时由于插入了毕托管的原因,A点的流速被滞止为零,压力由原来的静压Ps上升到滞止压力Pt(或称总压Pt)。Pt不但包含了流体原来的静压力Ps,而且还包含了由流体动能转化为动压力的部分。也即Pt包含了“流速”的信息。
根据伯努利方程,在理想情况下流速计算公式:
式中:V—流速,m/s;Pt—总压,Pa;Ps—静压,Pa;ρ—流体密度,kg/m3;K—流速校正系数。毕托管流速校正系数K与毕托管的构造、尺寸及实际使用环境等因素有关,须经试验校准,安装时,毕托管必须保证测量点在均匀流速段。
由公式(1)可知,在实际应用中毕托管测量流速是需要对K值进行校准的。变风量末端设备在圆形尘气风阀调节过程中,势必会影响风管中的流场分布,必须考虑毕托管与圆形尘气风阀之间的距离,使得校正K值可以取得一个合理的值,风量测试误差在允许的范围内。
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