專利名稱：亞音速—音速文丘里噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種差壓式流量傳感器，尤其是涉及一種用于各種工況下(音速、亞音速及音速和亞音速之間)的天然氣、煤氣、蒸汽、空氣、氧氣等多種氣體在管道DN10mm-600mm范圍內(nèi)流量的精確計(jì)量，同時(shí)也適用于水和其它液態(tài)流體的流量計(jì)量。
二背景技術(shù)：
目前文丘里噴嘴流量傳感器，只能在管道管徑＞Φ50mm規(guī)格以上時(shí)有相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在管道管徑≤Φ50mm規(guī)格以下時(shí)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依，另外在音速和亞音速之間即PA2/PA1＝0.75～UKP(臨界壓力比)這一空檔內(nèi)的流量(臨界流)測(cè)量范圍受到限制。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決了上述三個(gè)(音速、亞音速及臨界流)范圍內(nèi)隨工況變化自動(dòng)精確修正測(cè)量偏差的問(wèn)題，它適用于各種工況下的天然氣、煤氣、蒸汽、空氣、氧氣等多種氣體在管道管徑DN10mm-600mm范圍內(nèi)流量在各種流速狀態(tài)下的精確計(jì)量，同時(shí)也適用于水和其它液態(tài)流體的計(jì)量本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是它由亞音速噴嘴和音速噴嘴組合構(gòu)成，它的前部直管段1、中部曲面喉徑段2及后部擴(kuò)散段3固定連接。
所述的喉徑段2音速部分PA2/PA1＝1~0.75，在PA2/PA1＝0.75~UKP(臨界壓力比)部分兩種噴嘴的幾何曲面圓滑過(guò)渡并連為一體結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下本實(shí)用新型是由亞音速和音速噴嘴組合構(gòu)成，包括前部直管段(1)、中部曲面喉徑段(2)及后部擴(kuò)散段(3)加工后焊接組成。在音速部分的設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9300的規(guī)定；在PA2/PA1＝1~0.75范圍的亞音速部分，設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167的規(guī)定。而在PA2/PA1＝0.75~UKP(臨界壓力比)音速-亞音速文丘里流量傳感器將上述兩部分用一段幾何曲線銜接起來(lái)，并融為一體，從而擴(kuò)大了流量的測(cè)量范圍。如何讓兩部分銜接起來(lái)并融為一體，擴(kuò)大流量測(cè)量范圍，是該傳感器的創(chuàng)新點(diǎn)。因此它具有如下特點(diǎn)1、具有完善的壓力和溫度補(bǔ)償功能，在工作壓力和溫度變化幅度大的情況下使用，可確保測(cè)量精度；2、在超臨界及亞臨界流動(dòng)狀態(tài)下均能精確測(cè)量氣體流量；3、在其工作量程比可達(dá)1∶30～1∶80；a)在相同工作狀態(tài)下，與孔板、噴嘴等其它節(jié)流裝置相比，壓力損失?。籦)具有精度高、復(fù)現(xiàn)性好、性能穩(wěn)定、使用方便、壽命長(zhǎng)、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
四

附圖1BYWZJ型亞音速—音速文丘里流量傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖附圖2文丘里噴嘴原理示意圖附圖3文丘里噴嘴喉部的流速特性曲線附圖4流量傳感器在某一溫度時(shí)的流量特性曲線附圖5流量傳感器壓力損失特性曲線。
五具體實(shí)施方式
附圖1為的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，參見(jiàn)附圖，包括它可以由前部直管段、中部曲面喉徑段及后部擴(kuò)散段加工后焊接組成。
附圖2是文丘里原理示意圖圖中I-II段為文丘里噴嘴II—III段為擴(kuò)壓器 D—管徑PA1—噴嘴前的氣體絕對(duì)壓力T1—噴嘴前的氣體絕對(duì)溫度d—噴嘴喉部直徑 PA2—噴嘴喉部氣流的絕對(duì)壓力附圖3是文丘里噴嘴喉部的流速特性曲線。
當(dāng)氣流從前直管流經(jīng)流量傳感器時(shí)，流速將在文丘里噴嘴處局部收縮，從而使流速增加，靜壓力降低，在噴嘴前后便產(chǎn)生了壓力差ΔP＝PA1-PA2，這時(shí)PA2/PA1＜1。當(dāng)PA2/A1之值由1變化到臨界壓力比UKP(在常溫常壓下，空氣為0.528，天然氣為0.546)時(shí)，噴嘴喉部氣流的速度便由零逐漸增大到最大值—音速，當(dāng)壓力比PA2/PA1≤UKP時(shí)，噴嘴喉部氣流速度便保持音速不變。亞音速—音速文丘里流量傳感器就是依據(jù)這一規(guī)律設(shè)計(jì)的。
附圖4是流量傳感器在某一溫度時(shí)的流量特性曲線。據(jù)圖示特性曲線可知1、在超臨界流動(dòng)狀態(tài)下，當(dāng)壓力PA1保持不變時(shí)，流量保持不變；當(dāng)壓力PA1增大或減小時(shí)，流量值也相應(yīng)增大或減小。
2、在亞臨界流動(dòng)狀態(tài)下，當(dāng)壓力PA1保持不變時(shí)，流量值隨壓力比(PA2/PA1)的增大而減小。
附圖5是傳感器的壓力損失特性曲線。由曲線可知當(dāng)壓力比PA2/PA1減小時(shí)，(即噴嘴喉部流速增大時(shí))，流過(guò)本傳感器的氣流壓力損失則相應(yīng)增大。當(dāng)壓力比PA2/PA1達(dá)到臨界壓力比UKP時(shí)，流體壓力損失δP≈9％(＜10％)。在超臨界狀態(tài)下，壓力比PA2/PA1減小，流量雖保持不變，但壓力損失δP仍繼續(xù)增大。
本實(shí)用新型是根據(jù)以上原理和變化特性，在文丘里噴嘴的基礎(chǔ)上研制出的一種新型流量傳感器。其工作原理與其它差壓式流量計(jì)的工作原理相同。流體通過(guò)該噴嘴時(shí)所產(chǎn)生的差壓值，由從距噴嘴前段1D處，和從喉部段適當(dāng)位置接出的正、負(fù)壓取壓管采集壓力訊號(hào)接至差壓變送器而測(cè)得。但是，當(dāng)D＝10~25mm，ReD≥4×104，以及當(dāng)D＝25～50mm，ReD≥4×104，而又要求壓損很小時(shí)，本實(shí)用新型是一種可供選擇的流量傳感器。
權(quán)利要求1.亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是它由亞音速噴嘴和音速噴嘴組合構(gòu)成，它的前部直管段1、中部曲面喉徑段2及后部擴(kuò)散段3固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是所述的喉徑段2音速部分PA2/PA1＝1~0.75，在PA2/PA1＝0.75~UKP(臨界壓力比)部分兩種噴嘴的幾何曲面圓滑過(guò)渡并連為一體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種差壓式流量傳感器，特別是涉及亞音速—音速文丘里噴嘴，其特征是它由亞音速噴嘴和音速噴嘴組合構(gòu)成，它的前部直管段1、中部曲面喉徑段2及后部擴(kuò)散段3固定連接。所述的喉徑段2音速部分P
文檔編號(hào)G01F1/44GK2689183SQ0326266
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2003年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月25日
發(fā)明者劉建華, 江壽南, 劉毅 申請(qǐng)人:劉建華, 江壽南, 劉毅