不同流场中均速管性能的实验

均速管流量计具有结构简单、质量小、流量适应范围宽、节能效果显著、长期稳定性好等优点，被广泛应用于大口径气体流量测量，尤其在电力、冶金、石化等行业DN200以上大口径的工况监控系统中，已经被作为首选仪表．

以往对均速管的研究主要集中在均速管截面形状、前后直管段长度及取压孔位置与数量等方面[1-7]．均速管主要应用于工况条件复杂的大口径气体测量，管道形状各异，没有足够的前直管段，不能满足充分发展圆管湍流的条件，作为插入式流量计的一种，均速管流量计是通过测量管道中几点的流速来推算流量的，无疑管道中流场的分布直接影响其流量测量精度[8-11]，同时，由于大口径流量标准装置的建立存在着一定困难，所以均速管的标定也是难以解决的问题，曾有人提出用风洞代替标准装置对均速管进行标定的想法，但这些方面的实验研究还鲜见于文献中．鉴于此，笔者通过实流实验对3种不同截面形状均速管流量计在风洞中直匀流和标准装置的圆管流中的性能进行实验研究，为均速管的设计、选型及标定提供参考．

1 实验方法和方案

1.1 实验对象

均速管流量计的截面形状对传感器性能有很大影响[1-2,4]，因此，实验采用具有代表性的３种典型截面形状，如图1所示．口径为DN200，取压孔开孔方式采用切比雪夫-对数法，菱形、delta形均速管取压孔均为2对，子弹头形均速管取压孔为3对；差压变送器量程为0～500,Pa，精度为±0.2%．

1.2 实验装置

以涡街流量计为标准表的常压气体流量标准装置结构如图2(a)所示，被检表管道为DN200，标准表管道为DN100，标准表流速低于35,m/s 时线性度为±1.0%，高于35,m/s 时线性度为1.5%，被校表前直管段为7.5,D，后直管段为5,D．负压法音速喷嘴标准装置结构如图2(b)所示，标准表为音速喷嘴，装置精度为±0.5%，被校表前直管段为20,D，后直管段为11,D．三元回流式低湍流度风洞如图2(c)所示．风洞为木质结构的回流式闭口低速风洞．实验段的截面尺寸为高0.60,m，宽0.80,m，四角各切去一个0.1,mm×0.1,mm 切角；实验段长度为1.50,m；收缩段的收缩比为6.75；原始湍流度 ε < 0.2% ；流速稳定性；流速场的均匀性 ；装置精度为±1.0%．

常压气体流量标准装置和音速喷嘴标准装置中流场均为圆管湍流，受附面层影响其流速分布随入口距离变化而变化，常压气装置由于前直管段较短，其流场为非充分发展湍流，音速喷嘴装置由于具有20,D 前直管段，可以认为其流场为充分发展湍流，流速分布将不再随与入口距离增加而变化，如图3所示，圆管中充分发展湍流数学模型为