用于脉动压力测量的弹簧管压力表的改造

　　0　引言

　　某企业有QXW4.2-0.7/95/70-AⅠ和QXW7.0-1.0/115/70-AⅡ两个型号的供暖锅炉,并使用了循环水泵、脱硫泵等多个离心泵,为监测泵的工作状况,在泵出口均装有单圈弹簧管压力表。以循环水泵为例,其出口压力通常在0.3~0.4MPa,选用的是量程为1MPa,1.5级精度的压力表,但由于开泵或用户负荷突变等因素,常使泵出口压力大幅度波动,导致压力表频繁损坏。据调查,这种现象十分普遍。一线工作人员采取了关小压力表根部阀等多种方法,但收效不显著。这个看似简单的问题却长期影响着锅炉等具有脉动压力工况的装置安全运行。本文探讨了加阻尼器增大阻尼的方法来解决上述问题。

　　1　阻尼器的制作

　　单圈弹簧管压力表是由单圈弹簧管、传动放大机构、指示机构和表壳等4部分组成[1]。

　　由于被测介质是从接头处直接进入弹簧管中,仪表动作灵敏。所以,当被测压力为脉动状态时,会引起表内的一系列机械环节大幅度波动,造成指示错误,甚至仪表损坏,影响压力监测。

　　为解决上述问题,考虑到使用阻尼器。通过选用不同材质,加工不同形状,并进行反复实验,最后认定下述阻尼器最适合。

　　材料:尼龙棒或金属棒;

　　直径:比压力表接头直径大2mm左右;

　　长度:可依工况而定,一般为80mm左右。

　　加工方法:以安装在接头直径为22的压力表上长为80mm的阻尼器为例。其剖视图如图1所示。在端面A上按等边三角形的三个顶点位置钻三个直径约4mm的孔1、2、3,孔1、2深约35mm,孔3深约60 mm;在棒的另一端面B上,对应孔1、2的位置钻相同孔径的圆孔4、5,深约35mm;在距A端面约20mm处的侧面钻孔将孔2、3沟通,在距A端面35mm的侧面钻孔,将1、2沟通;同理,在距B端面20mm的侧面钻孔,将3、5沟通,在距B端面35mm的侧面钻孔,将4、5沟通。然后再堵上所有的侧面孔及孔2、3、5,再在其两头套扣之后,便制成了简易的阻尼器。将其安装在泵出口管线与压力表接头之间即可。

　　2　原理分析

　　雷诺(1895)把紊流运动分拆成时均流动和脉动流动的叠加[2]。所以,瞬时流速等于时均流速与脉动流速的叠加,实测平面流动的一个空间点上沿流动方向(x方向)的瞬时流速ux随时间的变化曲线如图2所示。

　　故有:

　　式中:ux为瞬时流速;u′x为该点在x方向的脉动流速,随时间变化;为该点x方向的时均流速,从图形上看,是T时段内与时间轴平行的直线AB的纵坐标。

　　紊流中的压强也可以处理成时均压强与脉动压强的叠加。即:

　　式中:p为瞬时压强;为时均压强;p′为脉动压强。