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流体测量仪表及其应用范围

时间:2023-09-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:倾斜式微压计的测量范围为0~200Pa,是通风与空调系统测试中常用的测压计。检查完毕即按图9-20所示连接并对管路内的风压进行测量。图中1、2、3分别表示测量管道吸入端管段中的总压、静压和动压的情形;4、5、6则分别表示测量管路压出端管段中的总压、静压和动压的情形。做好上述工作后,将多向阀手柄扳至“测量”位置,即可在测量管上读数,并根据测量管位置的仪器常数K,计算出压力值。

流体测量仪表及其应用范围

(一)U形压力

U形压力计如图9-17所示,它是用其玻璃管的形状来命名的。一根等径的玻璃管被弯成U形后,将其固定在标有刻度尺的底板上,再灌入工作液(水、酒精等),并使之处于零位状态。该等径玻璃管的内径应大于5mm,以减少毛细管现象的影响。

图9-17 U形压力计

1—U形玻璃管 2—刻度尺零位
3—刻度尺 4—底板 5—接头

U形压力计的测量原理是将被测压力的测压管接于U形压力计接头端,玻璃管的另一端与大气相通,这时由于被测气体与大气的压力差而使玻璃管的左右液面出现高度差,则被测压力P(Pa)即可用下式求得。

式中:h——测压计左右玻璃管液面高度差,mm;

ρ——工作液的密度,kg/m3

g——重力加速度,9.8m/s2

U形压力计的结构简单,使用方便,但由于标尺的刻度误差、工作液的密度误差和读数误差等因素的影响,使测量压力的准确度降低,加之玻璃管机械强度差,玻璃管的长度受限制等因素影响,限制了玻璃管U形压力计的使用范围。

(二)倾斜式微压计

倾斜式微压计由储液器和焊在储液器上的斜管组成,斜管上有刻度,其原理图如图9-18所示。图9-18中左面是一断面为F1的圆形玻璃容器(或金属容器),上面有一管口与被测对象相连通。右面是断面为F2的倾斜管。在往容器内灌注工作液时,务必使容器内的液面与细管的刻度零值处于同一水平面上,即图中的初始液面。当容器与被测对象连通后,在压力P的作用下,容器内液面下降h1,倾斜管(测量管)内液面上升h2,则两液面总高度为h=h1+h2

图9-18 倾斜式微压计

若倾斜管内液面上升的倾斜距离为l,则:

h2=lsinα

式中:α——测量管的倾斜角度。

根据连通器原理,则:

h1F1=lF2

即:

将h1和h2代入h=h1+h2得:

通常F2与F1之比值很小,故F2/F1一项可忽略不计,所以h=lsinα,则所测的压力值为:

式中:P——所测压力,Pa;

ρ——表液密度,kg/m3

g——重力加速度,9.8m/s2

l——表液柱长度,mm。

倾斜式微压计实际上是U形压力计的变形,由于其测压管由垂直改为倾斜,因此增加了液柱长度,从而提高了该压力计测压的灵敏度和精确度。由此可直观地看出,测压管的倾斜角度越小,对同一液柱高度而言,其增加的液柱长度则越长,读数的精确度也就越高(应注意倾斜角不应小于15°,若小于15°,读数精确度将降低),相应的测量范围也就越小。为了适应不同测量范围的需要,制造倾斜式微压计时,通常都确定五个可供调节的倾斜角度位置,并标注上相应的位置系数K值。目前,制造厂常把酒精作为表液,并将测得的酒精柱长度l(mm)直接乘以系数K,即可求得压力值,单位为mmH2O。K值通常直接标在仪表上,它与倾斜角α有关,即α小,K值也小。仪表上通常标刻出的K值有0.2、0.3、0.4、0.6、0.8五档。

倾斜式微压计的测量范围为0~200Pa,是通风与空调系统测试中常用的测压计。Y—61型倾斜式微压计如图9-19所示,其使用及维护方法如下。

(1)使用时将其置于稳定的支撑物上大致放平,然后调节三角形平板下的脚螺柱9,使水准器2的气泡居中。

(2)将倾斜测量管8固定在弧形支架3的任何一个K值位置上。

(3)将容器10上的多向阀手柄6扳至“校准”位置,拧开加液盖4,将密度为810kg/m3的酒精注入容器内,加到容器的2/3深度为止,拧紧加液盖。

(4)调整零位调节旋钮5,使测量管中的酒精液面处于零位。若液面始终低于零位,说明酒精过少,应再加一些酒精后再调;若液面始终高于零位,则说明容器内酒精过多,此时可将测量管顶端的橡皮塞拔掉,从与多向阀门11的“+”接头相连接的橡皮管轻轻吹气,将多余的酒精吹出。多向阀门11共有三个接头,靠近加液盖4的为“-”接头,另一边的为“+”接头。

图9-19 Y—61型倾斜微压计

1—底板 2—水准器 3—弧形支架 4—加液盖 5—零位调节旋钮 6—多向阀手柄
7—游标 8—倾斜测量管 9—脚螺柱 10—容器 11—多向阀门(www.xing528.com)

(5)使用前应对仪器做严密性试验,以防漏气或堵塞。检查方法是从与“+”接头相连接的橡皮管吹气,将液柱吹至最高处,然后将橡皮管密闭。若液柱不降,说明不漏气;若液柱下降则说明漏气,应检查漏气原因并进行处理。若仪器对压力反应迟钝,则说明多向阀通道有堵塞现象,应对其进行清洗,再装回原位,并应保证其严密性。

(6)检查完毕即按图9-20所示连接并对管路内的风压进行测量。图中1、2、3分别表示测量管道吸入端管段中的总压、静压和动压的情形;4、5、6则分别表示测量管路压出端管段中的总压、静压和动压的情形。

图9-20 测压管与倾斜微压计连接示意图

由图9-20连接可知,若测量负压端管段压力时,要从“-”接头接入;若测量正压端管段压力时,则要从“+”接头接入。若测量压力差时,则一律按较大压力接“+”接头,较小压力则接“-”接头的连接方法进行操作。

做好上述工作后,将多向阀手柄扳至“测量”位置,即可在测量管上读数,并根据测量管位置的仪器常数K,计算出压力值。

(7)仪器使用完毕,将多向阀手柄扳到校准位置,同时排出仪器内的酒精,排液方法同(4)。

(8)倾斜式微压计可用几台微压计互检。

(三)毕托管

毕托管又称测压管,是与压力计配合使用的一种测压仪器,其作用就是采集被测气体并由压力计反映出被测气体的压力值。

毕托管的结构如图9-21所示,它是由一根内径为3.5mm和另一根内径为6~8mm的紫铜管同心套接焊制而成。内管为总压管,外管为静压管,其头部为半球形,中间的小孔为总压孔,管壁的外侧小孔为静压孔。如果将压力计与毕托管的静压接头连接,测得的压力值是被测气体的静压值;如果压力计与毕托管的总压接头相连,测得的压力值就是被测气体的总压值;如果压力计同时与毕托管的两个接头相连接,则可测得被测气体的动压值。因此,毕托管也有动压管之称。

在使用毕托管时应注意以下几个方面。

(1)毕托管插入风道以后,操作者应注意不要让连接的橡胶管弯曲,避免造成气路不通畅。

(2)毕托管的管身应垂直于风道管壁,毕托管量柱应与气流方向平行,头部应迎向气流的方向。

(3)用完以后应用塑料袋包裹好,以防磨损或异物堵塞测孔。同时注意不要碰撞测压管,以防变形。

(四)风速

测量风速的仪器叫做风速仪。除用上述毕托管及微压计测量空气的动压以求风速外,还可用叶轮风速仪、转杯风速风向仪直接测量风速。

1.叶轮风速仪叶轮风速仪有自记式和不自记式两种,不自记式叶轮风速仪在使用时要拿秒表配合,其测量风速的准确程度与操作人员的熟练程度有关。目前使用较多的是自记式叶轮风速仪,该风速仪的测试灵敏度为0.5m/s以下,测速范围为0.5~10m/s,主要用于送、回(排)风口及空调设备的风速测量。

图9-21 毕托管

—总压接头 2—静压接头 3—管身部分 4—量柱部分
5—头部 6—总压孔 7—静压孔

图9-22 自记式叶轮风速仪

1—圆形框架(外壳) 2—叶轮 3—长指针
4—短指针 5—计时红针 6—回零压杆
7—启动压杆 8—提环 9—座架

自记式叶轮风速仪是由叶轮和计数机构等组成,如图9-22所示。叶轮2由若干轻的铝片制成,其转数通过机械传动方式连接到计数机构上。计数机构通过表盘中间的指针进行计数。长指针3每转一圈为100m,短指针4转过一个刻度为100m,一圈为1000m。使用前应检查长短指针是否在零位上,如果不在零位上,可顶压回零压杆6,使指针回复零位置。而后,将风速仪绑在木杆上并放置在测头位置上,叶轮应垂直于风的方向,并需注意转动方向。当叶轮旋转平稳以后,才能按启动压杆7,手指即按即放,时间不应超过1s。启动以后计时红针5先开始走动,30s以后,听到咔嚓声,风速指针开始走动;60s以后,又可以听到咔嚓声,风速指针停止走动;再过30s,计时红针也自动停止走动。此时读取长、短指针的指示值之和就是要测量的每分钟风速。测试结束,按回零压杆使指针回到零位,准备下一次测试。

图9-23 转杯式风速风向仪

1—风环 2—回零压杆
3—启动压杆

该风速仪在使用过程中,一定要按规定的限测风速使用,以免损坏机件,同时应注意,严禁用手触碰叶轮,防止与异物碰撞或摔跌,用后应擦净放入盒中保管。

2.转杯式风速风向仪转杯式风速风向仪的机构、作用原理与叶轮风速仪基本相似,不同的是将叶轮换成了转杯。因转杯的机械强度大,故可用于测量1~20m/s范围内的风速。转杯式风速风向仪的结构如图9-23所示,它具有三个(或四个)半圆球形的杯形叶片,它们的凹面朝向一方,装置在垂直于气流方向上的轴上,并通过机械传动方式连接到计数机构,其使用方法与叶轮风速仪相同。

(五)转速表

在进行通风空调系统测试时,需要测量通风机、电动机等设备的转动速度,此时使用的测量仪表叫转速表。转速表有离心式、计数式、磁力式及闪光式等,其中离心式转速表是常用的一种。

图9-24 离心式转速表

1—表轴 2—小轴 3—重锤 4—弹簧 5—拉杆
6—滑套 7—滑环 8—齿条 9—齿轮

离心式转速表的结构如图9-24所示,它是利用离心器旋转后产生的惯性离心力与起反作用的拉簧作用相平衡的原理制成的。用离心式转速表测量设备的转速时,应先转动转速表上的量程字盘,使设备的额定转速能处于转速表的量程范围内。旋转字盘并听到“咔”的一声响,说明内部弹子已落入半圆槽中,即可进行测量了。此时需将摩擦接头套在转速表的表轴上,使摩擦接头与被测转轴端面上的中线孔接触,使两轴处于同一直线上,再稍加用力,以两者不打滑为原则。待指针摆动稳定后,即可进行读数。如果被测设备的铭牌上无转速标注,则应将转速表的量程转到较大的量程范围进行试测量,待确定了转速的量程范围后,再进行实测,便可避免损坏仪表。转速表应定期注油保养,以保持其良好的状态。

此外,流体的测量仪表中,还包括测量气体、液体流量的常用测量仪表,如孔板流量计、转子流量计和三角堰,这里就不介绍了。

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