喷嘴流量计和真空滴管流量
本文从测量原理出发讨论了机械真空泵测试中常用的几种流量计,特别是喷嘴流量计,并研究了减少测量误差的措施。 围绕滴管流量计量范围向小流量方向拓展进行了深入研究,提出了真空滴管流量计的思路,改进了结构设置和操作程序,并提出了真空滴管流量计的特点。总结了真空滴管流量计的特点。
测量机械真空泵流量的仪表种类很多,有涡轮流量计、涡街流量计、转子流量计、质量流量计、孔板流量计、喷嘴流量计和滴管流量计等,真空行业常用的有以下几种。
转子流量计存在精度低、读数不稳定等缺点,不适合作为测量仪器使用。 但由于其价格低廉、使用方便、读数直观、可远程传输等特点,常用于生产过程中的流量显示。
质量流量计具有精度高、响应速度快、稳定可靠、操作方便等优点,因而得到了**的应用。 但对于真空设备行业来说,存在导电率不足的问题。 例如,目前**的质量流量计**量程为2000SLM,但连接直径只有10毫米,因此适合测量压力气体的流量; 当用于测量真空泵时,其范围仅为其额定值的一小部分。 经实践验证,确实如此,所以只能用于真空行业测量小流量。
孔板流量计已**应用于水泵行业。 由于其体积较大,安装和使用都比较麻烦,很少使用。 主要用于低真空和中大流量场合,如活塞真空泵、水环真空泵的测量。 真空行业应用****的是滴管流量计和喷嘴流量计。 这是两种类型的**流量计。 只要小心操作,就可以达到很高的精度。
1.喷嘴流量计
喷嘴流量计是根据流体动力学中的拉瓦尔喷嘴原理设计的**流量计。 当喷嘴出口压力与入口压力之比等于0.528时,喷嘴内气流速度达到超音速,气体流量达到**值。 随着喷嘴出口压力继续降低,上述压力比将开始小于0.528并继续降低,而气体流量保持不变。
上述流量的计算还需要进行换算和修正,如大气压换算、气体常数换算、喷嘴效率修正和压力比修正等。 需要特别提及的是压力比的修正。 当喷嘴出口压力与入口压力之比大于0.528时,喷嘴内气流速度开始低于声速,并且随着压力比继续增大,喷嘴内气流速度进一步减小。 该状态下的流量计算不再遵循式(1),必须进行压力比修正。 具体计算参见GB/T13930《水环真空泵和水环压缩机气体体积测量方法》。
喷嘴流量计测试装置如图1所示。
这种喷嘴流量计试验装置与GB/T13930规定的不同之处在于,各喷嘴内的超音速气流进入试验罩后,由于集束效应,气流不易混合均匀,压力稳定性差。 按GB/T13930规定装置测量的抽速偏差较大; 因此,我们将试验罩加长至L/D=3~4,同时将试验罩的取压位置移至锥形管下方的连接管上。 测试证明,这一改进效果显着,抽速过高的现象再也没有发生过。
实际应用中,喷嘴流量计应避免在3kPa压力以下使用,因为此时试验罩内真空度较高,采用小喷嘴。 从喷嘴进入的超音速气流的团聚效应较严重,气流的均匀性和稳定性较差; 另外,小直径喷嘴的边界层也有较大的影响,在抽速测试中会产生较大的偏差。 测试罩内的真空度越高,这种偏差就越大。
2.滴管流量计
滴管流量计因其量程范围广、结构简单、操作方便、精度高、**流量计而得到**应用。 滴管式流量计一直是国内外真空标准要求测量真空泵抽速的流量计。 通过精确测量不同高度滴管的体积,可以精确测量真空泵的流量。 至今仍是国内外相关真空标准。 通过了。
然而,目前使用的滴管流量计有这样一个突出的缺点:由于毛细管现象的存在,小直径玻璃管内的液面存在不同程度的压降。 因此,滴管的直径不能太小,即无法测量小直径。 流量或小流量测量数据不准确。
真空滴管式流量计具有以下特点:
(1)滴管流量计安装在密封油箱上,通过辅助真空泵的抽气和真空(放气)阀达到并保持动态稳定的真空。 整个流量测量系统处于真空状态,扩大了流量测量范围,特别是对于小流量。 并可调节真空度以设定不同的流量范围。
(2)整个流量测量系统可以在真空和大气条件下工作,扩大了流量测量范围。
(3)当整个流量测量系统处于真空状态时,流量测量系统的真空度必须低于103Pa,才能保证流量测量正常工作。
(4)预设滴管内液位上升高度,通过超声波液位变送器发出液位信号; 液位上升到一定高度所需的时间由计时器记录,并通过液位传输。 它由仪器发出的液位信号进行控制,从而避免了人工计时和人眼观察高度带来的误差,进一步提高了测试精度。
(5)真空滴管式流量计特别适合在真空状态下测量小流量。 可以使用较大直径的滴管测量小流量,避免了小直径滴管毛细管作用造成的低流量测试值,使测试更加准确。
(6)真空滴管式流量计整个系统处于真空状态,工作液(油)不会受到灰尘和水蒸气的污染,保证了测量精度。
真空滴管式流量计是**的研究成果,可能存在一些考虑不周的地方。 希望大家批评指正。
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