用文丘里管作为流量控制元件的探讨

　　1　引言

　　装在流体管路中的文丘里管,在建立了汽蚀的条件下,当其入口压力p1保持不变,而出口压力p3发生变化时,通过它的液体流量保持不变。根据文丘里管的这一特性,将其有效地用于液体输送系统和液压控制系统中,来精确地控制液体的流量,使它由一个流量测量元件或节流元件变为一个结构简单的流量控制元件。

　　2　文丘里管气蚀工作原理

　　文丘里管的流道截面形状是一个先收缩后扩张的圆形管子(见图1)。安装在液体管路中的文丘里管,当有液体通过时,遵循能量守恒定律。

　　由式(3)可知,在气蚀条件下流过文丘里管的流量仅仅取决于入口压力p1。因此,用增大入口压力p1的方法可使文丘里管处于气蚀条件下工作。因液体饱和蒸气压ps是个定值,所以喉部流速u2也是常数。喉部面积A2是一定的,所以通过喉部的流体流量也保持不变。即通过文丘里管的流量Q为常数。

　　从以上分析可知,在文丘里管产生气蚀条件下,当入口压力p1保持不变而出口压力p3发生变化时,通过它的液体流量不会发生变化。

　　3　文丘里气蚀管的设计计算

　　文丘里气蚀管的设计计算主要是喉部直径d2的确定。文丘里管从入口到喉部的水头损失很小,一般约占入口压力p1的1% ~2%,同时这样的影响可用流量系数C加以修正。为简化计算,可将式(3)中

　　4　用文丘里管作为流量控制元件的优缺点

　　文丘里气蚀管用作液体流量的控制元件,可以事先准确地知道进入系统工作的液体流量,且结构比较简单。其不足之处是自动调节范围小,同时气蚀时管壁表面光洁度容易遭到破坏,造成相对压力损失增加。因此,文丘里管作为流量控制元件,使用寿命较短。

　　参考文献:

　　[1]王维新·流体力学[M]·北京:煤炭工业出版社,1989·

　　作者简介:杨富贵,1961年生,实验师,主要从事机械电子工程等专业的实验教学工作,发表论文20多篇。