多孔孔板流量計(jì)

發(fā)展歷史

工作原理

特點(diǎn)

應(yīng)用

技術(shù)參數(shù)

注意事項(xiàng)

多孔孔板流量計(jì)制造必需實(shí)流標(biāo)定。它結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、簡單，安裝方便，性能穩(wěn)定，使用可靠。

取壓方式有環(huán)室取壓、單獨(dú)鉆孔取壓和法蘭取壓。

公稱壓力，小于40 Mpa。當(dāng)≥20 Mpa時(shí)，采用高壓透鏡孔板或全焊接式孔板。

公稱通徑，50~100mm，當(dāng)公稱通徑小于50mm時(shí)，需制作成平孔板。

精確度為±0.5%~±1.5%

1）角接取壓。使用條件：d20≥12.5mm

β=0.2~0.75

DN50~1200mm

a) 環(huán)室取壓 DN≤400mm（型號為LGBH）

b) 單獨(dú)鉆孔取壓（型號為LGBZ）

（1）DN≤400mm，PN≤2.5Mpa

（2）DN≤400mm，PN≤6.3Mpa（高徑法蘭）

（3）DN≤400mm，PN≤10Mpa（高徑法蘭）

2）法蘭取壓（型號為LGBF） 使用條件：d20≤12.5mm DN50~1000mm β=0.2~0.75

該取壓方式比角接取壓具有裝配簡單，安裝方便，泄露環(huán)節(jié)少，容易排除取壓口處的臟污等優(yōu)點(diǎn)。一般情況都推薦使用這種取壓方式。

多孔介質(zhì)燃燒基于多孔介質(zhì)燃燒的發(fā)動機(jī)

多孔介質(zhì)有利于非定常燃燒過程的另一個(gè)重要特性是它能大幅度提高有效燃燒速率。實(shí)驗(yàn)表明,在常壓條件下,多孔介質(zhì)的存在可使燃燒速率提高10倍 。如果燃燒在更高的壓力下進(jìn)行,則燃燒速率還可進(jìn)一步提高?？梢?多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)非常適合于內(nèi)燃機(jī)那樣強(qiáng)烈瞬態(tài)的燃燒。多孔介質(zhì)燃燒器中蒸發(fā)、傳熱和燃燒過程都能在很短的時(shí)間尺度下完成。這意味著,以瞬態(tài)燃燒為特征的內(nèi)燃機(jī),如采用多孔介質(zhì)技術(shù),則有望達(dá)到優(yōu)良的排放性能。首先,適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)多孔介質(zhì)燃燒室,就可對燃燒溫度加以控制以降低NOx的排放。再者,多孔介質(zhì)內(nèi)液體燃料的快速蒸發(fā)和完全燃燒也在很大程度上消除了未燃HC的排放。上述諸因素,包括較低的燃燒溫度、快速的蒸發(fā)、均勻的混合氣形成以及燃?xì)庠诜磻?yīng)區(qū)(多孔介質(zhì)內(nèi)部)較長的滯留時(shí)間都使得碳煙微粒的排放得以降低。

美國人Ferrenberg于1990年最早提出了多孔介質(zhì)發(fā)動機(jī)的概念,并將其稱為再生式或蓄熱式發(fā)動機(jī)。其提出的一種柴油機(jī)改造方案。多孔介質(zhì)蓄熱器置于氣缸頂部,通過一驅(qū)動桿與活塞同步運(yùn)動。蓄熱器在大部分時(shí)間內(nèi),不是與缸蓋接觸,便是與活塞頂接觸。吸氣時(shí),蓄熱器固定在缸蓋上。壓縮行程中,蓄熱器與活塞做反向運(yùn)動,迫使氣體穿越多孔介質(zhì)的孔隙,從而吸取其中已積蓄的熱量。噴油和燃燒后,蓄熱器向上而活塞向下運(yùn)動,高溫燃?xì)獯┰蕉嗫捉橘|(zhì)并將熱量傳給后者,從而完成一個(gè)循環(huán)。蓄熱器的性能取決于多孔介質(zhì)的材料,結(jié)構(gòu)和幾何形狀。Ferrenberg采用SiC(12ppi)泡沫陶瓷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與未加蓄熱器的原型柴油機(jī)相比,在相同的空燃比下,熱效率可提高50%,而比油耗可減少33%。另外,燃燒室頂部的氣體平均溫度有所增加,但其總體的溫度則有所降低.

日本歧阜大學(xué)的花村克悟和越后亮三等人在超絕熱燃燒方面做了不少開拓性工作。他們在1995年就提出了超絕熱發(fā)動機(jī)的概念,并試制出一臺樣機(jī)。其設(shè)計(jì)思想類似于斯特林發(fā)動機(jī)。它由兩個(gè)活塞(動力活塞與掃氣活塞)和一個(gè)多孔介質(zhì)蓄熱器組成(實(shí)際上兩個(gè)活塞分別置于兩個(gè)氣缸內(nèi),通過聯(lián)動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動)。蓄熱器位于兩個(gè)活塞頂之間且固定不動。首先,新鮮混合氣被吸入氣缸,掃除缸內(nèi)廢氣,然后掃氣活塞對混合氣進(jìn)行壓縮,而動力活塞則靠近蓄熱器而保持不動。在壓縮末期,兩個(gè)活塞以幾乎相同的速度同向運(yùn)動,使得被壓縮的混合氣在多孔介質(zhì)蓄熱器中被預(yù)熱并著火,從而實(shí)現(xiàn)等容燃燒。在后續(xù)的膨脹過程中,燃燒熱通過動力活塞的運(yùn)動轉(zhuǎn)變成機(jī)械運(yùn)動,此時(shí),掃氣活塞則靠近蓄熱器保持不動。最后在排氣沖程中,兩個(gè)活塞同步右行,廢氣在穿越蓄熱器時(shí),其剩余熱焓被有效地吸收并儲存在多孔介質(zhì)中。計(jì)算表明,即使對壓縮比僅為2的情況,其熱效率仍然可達(dá)26%,高于常規(guī)的奧托循環(huán)和狄塞爾循環(huán)?；ù宓热苏J(rèn)為,在此基礎(chǔ)上,可以研制出低壓縮比的環(huán)保性好的高效率新型內(nèi)燃機(jī)。

多孔介質(zhì)燃燒基于多孔介質(zhì)燃燒的熱光伏系統(tǒng)

熱光伏系統(tǒng)的基本原理是把燃料燃燒所產(chǎn)生的熱能以熱輻射形式釋放，使用光電池將其轉(zhuǎn)換成電能。熱光伏系統(tǒng)主要包括3大部分：燃燒器、選擇性波長輻射器和光電池。熱光伏系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括高功率密度，可使用多種燃料，便捷性，低噪音，可在無太陽光條件下運(yùn)行，同時(shí)維修成本低。最近幾年，基于III-V族半導(dǎo)體的低能帶光電池的發(fā)展 ，熱光伏系統(tǒng)的研究引起了人們的關(guān)注。熱光伏系統(tǒng)在空間尺度上的縮小，使面積/容積比率增大，可更充分地利用燃燒輻射來激發(fā)熱光電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電流，提高能量轉(zhuǎn)換效率。一些軍事組織對熱光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生了濃厚的興趣，因?yàn)闊峁夥到y(tǒng)可能實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略上的優(yōu)勢。加入多孔介質(zhì)的燃燒器由于對流，導(dǎo)熱和輻射三種換熱方式的存在，使燃燒區(qū)域溫度趨于均勻，保持較平穩(wěn)的溫度梯度。在燃燒穩(wěn)定的同時(shí)還具有較高的容積熱強(qiáng)度。河南科技大學(xué)薛宏 等人以甲烷為燃料，對多孔介質(zhì)燃燒器在不同孔隙率、不同燃空比和不同混合氣流量的情況下作了一些研究。

孔板流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)孔板

標(biāo)準(zhǔn)孔板是一類規(guī)格最多的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置，廣泛應(yīng)用于各種流體特別是氣體流量測量中，孔板的結(jié)構(gòu)因壓力、通徑、取壓方式的不同而不同。

　　標(biāo)準(zhǔn)孔板按常用取壓方式可分為角接取壓、法蘭取壓、徑距取壓三種類型。

孔板流量計(jì)圓缺孔板

取壓方式：法蘭取壓

孔板流量計(jì)偏心孔板

取壓方式：角接取壓

偏心孔板和圓缺孔板只適于安裝在水平或傾斜管道上，不能在垂直管道上使用。如被測流體中含有固體顆粒時(shí)，開口或缺口應(yīng)置于下方；如液體中有氣體析出時(shí)，開口或缺口應(yīng)置于上方；取壓口處在圓缺口或偏心開孔和管道相切點(diǎn)的對面。

孔板流量計(jì)內(nèi)藏孔板

這一類孔板是將孔板與測量管做成一體，一般用于小管徑（DN≤50mm），所以又稱小管徑孔板。

　　特點(diǎn)：

　?。?）、結(jié)構(gòu)緊湊，牢固耐用，工作可靠。

　?。?）、可以測小流量，現(xiàn)場安裝方便。

　　（3）、要求配制一段直管段（前5D、后2D 需精密加工）。

　　使用條件：

　?。?）、公稱通徑：15-50mm

　　（2）、公稱壓力：≤6.3MPa

　　（3）、精確度（不確定度）：2.5%

孔板流量計(jì)限流孔板

用于流體輸送過程的降壓、限流。利用節(jié)流件的壓力損失的特點(diǎn)，來達(dá)到降壓、限流的目的。

　　特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、耐用、工作可靠。

　　不需要測量差壓。

孔板流量計(jì)環(huán)形孔板

環(huán)形孔板適用于各種流體（氣體、蒸汽、液體）介質(zhì)，它除了具有標(biāo)準(zhǔn)孔板的結(jié)構(gòu)簡單、牢固、安裝使用方便等特點(diǎn)以外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、更適合測量飽和蒸汽、過熱蒸汽以及煤氣、冷卻水等臟污流體。

　　2、更容易適應(yīng)高溫、高壓流體的流量測量。

　　3、比圓缺孔板、偏心孔板工作更可靠，測量更精確。

　　4、以較低的成本制成耐腐蝕型，測量腐蝕性流體的流量。

　　5、由于本產(chǎn)品外部形狀簡單，容易制成夾套保濕型在夾套內(nèi)通蒸汽，可以防止被測流體（如重油、渣油等）在測量管段內(nèi)凝結(jié)或粘附；通以冷卻液，可防止易汽化的液體在流經(jīng)測流板時(shí)形成汽液兩相流。

　　6、采用均壓環(huán)結(jié)構(gòu)，減少了測量誤差來源引至差壓變送器的是在測流板上、下游處取壓管橫截面的靜壓平均值，減弱了上游局部阻力形成的速度分布畸變對精度的影響，實(shí)際精度更接近基本精度。

　　7、要求較低的前后直管段

　　8、采用一體型結(jié)構(gòu)形式，減少管線敷設(shè)。

　　9、采用帶遠(yuǎn)傳膜盒的差壓變送器，可以測量諸如煤粉、渣油等臟污液體的流量。

　　工作原理：環(huán)形孔板節(jié)流裝置和普通的標(biāo)準(zhǔn)孔板一樣，依據(jù)的基本原理是流體連續(xù)性方程和伯努利方程。把環(huán)形孔板安裝在圓管中，當(dāng)液體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，其上、下游側(cè)之間就會產(chǎn)生壓力差。

　　連接方式：法蘭連接和焊接連接。