两种换向器在液体流量标准装置中的

两种换向器在液体流量标准装置中的两种换向器在液体流量标准装置中的　使用与维修　两种换向器在液体流量标准装置中的应用史振东李　旭王东伟 (中国计量科学研究院,北京100013) 摘　要　介绍了闭式换向器和开式换向器在液体流量装置中的应用,重点分析了闭式换向器在不同流量下的运行情况,并与开式换向器的工作原理进行了比较。关键词　闭式换向器;开式换向器;热能表标准装置;液体流量标准装置 0　引言随着能源的日益短缺,人们越来越注意节约能源,从而重视能源的计量,其中热能的计量得到了巨大的发展。热能表的准确度实验,是在热能表标准装置上进行的。它...

两种换向器在液体流量标准装置中的　使用与维修　两种换向器在液体流量标准装置中的应用史振东李　旭王东伟 (中国计量科学研究院,北京100013) 摘　要　介绍了闭式换向器和开式换向器在液体流量装置中的应用,重点分析了闭式换向器在不同流量下的运行情况,并与开式换向器的工作原理进行了比较。关键词　闭式换向器;开式换向器;热能表标准装置;液体流量标准装置 0　引言随着能源的日益短缺,人们越来越注意节约能源,从而重视能源的计量,其中热能的计量得到了巨大的发展。热能表的准确度实验,是在热能表标准装置上进行的。它和一般液体流量标准装置的结构和工作原理基本一致,区别在于它使用的介质需要在不同温度,如50℃、85℃下进行计量。一般液体流量标准装置的换向器是开式的,而在热水装置上的换向器是闭式的,原因是如果采用开式换向器,那么水在水温较高时容易蒸发,从而造成计量的不准确。此外从人身安全上考虑,开式换向器容易飞溅液体,水温较高时,可能将人烫伤。二者在结构上有很大区别。见图4 。 1.控温水箱;2.上水泵;3.阀门;4.流量计;5.闭式换向器;6.容器;7.称重设备;8.回水管;9.回水泵;10.旁通管图1热能表标准装置系统图 1闭式换向器的应用热能表标准装置系统如图1所示。热能表标准装置采用闭式换向器,由控温水箱、水泵、试验管路、流量计、换向器、称重设备、控制设备、加热系统等组成。闭式换向器检测前状态和检测时状态分别如图2和图3所示。从图2中可以看出,在检测前,热水从旁通管流回水箱;在检测时,已经调节好检测流量点,此时切换换向器方向,热水从旁通管瞬间切换到称重容器。我们在实验中发现,通往回水箱的换向器处管路发出响声,经过分析,原因如下:换向器依靠活塞在气缸内运动切换方向,因此当活塞运动,将水流由旁通管路切换到称重容器中时,已经流向旁通管的热水由于惯性,继续向前流动,而后面的水流源头被切断,不再有新的热水补充,中间造成一段空管,由于水已经带走空气,因此这段空管处于一定真空状态, 图2 检测前闭式换向器状态由牛顿运动定律,得到水流运动公式为: 0=V0+at 式中:0表示流体的末速度为0;V0为流体的初速度;t为运动时间;a=f/m为加速度,表示单位质量的流体受到的阻力,为负值,其值大小与管路结构、流体状态等参数有关。以一台闭式换向器为例,在流量范围为3～30m3/h ·　65· 　使用与维修　 2 开式换向器的应用一般液体流量标准装置使用开式换向器,开式换向器由进水管、喷嘴、导流器、转动轴、隔板等组成,见图6 。图3 检测时闭式换向器状态图6 图4 工作时的闭式换向器流体状态开式换向器示意图开式换向器工作原理为:水流通过隔板绕轴旋转,实现换向功能。图中可以发现,喷嘴和导流器都是开口的。在液体流量标准装置中,由于工作介质(水)是在常温下工作的,不存在温度的影响。采用开式换向器,在预备阶段,水从旁通管回到水箱;当工作时,已经调节好工作流量,使水流由导流器进入称重设备中。从中可以发现,由于换向器是开口的,水流由喷嘴通过导流器通往称重设备或旁通管,下游是开口的,下游压力就是大气压力,因此不可能形成真空段。上游压力是稳压罐压力或由水塔高度确定的重力压力,基本是恒定的,因此,不存在压力变化的情况。所以换向时间基本不随流量的变化而变化。下使用,得到在不同流量下的闭式换向器下游旁通管的真空段的体积曲线,见图5。图中上面的直线是理想状态下在不同流量点的换向时间内的真空段体积,下面的虚线是实际情况下在不同流量点的换向时间内的真空段体积。从图中我们发现:1)随着流量的增大,真空段体积增大,这是根据公式V=Qt(Q为瞬时流量;t为时间;V式为体积)得到的关系;2)理想状态下真空段体积与实际情况下真空段体积的差值,随流量增大而增大,这是由于随流量增大,压损增大,在上水泵出口处压头不变的情况下,压力减小,差压增大,使得换向时间减小,因此实际情况下,真空段体积小于理想情况下的真空段体积。 3结束语闭式换向器与开式换向器的工作原理都是利用机械部件改变液流方向,但由于其结构不同,使得它们用在不同的装置上。本文重点介绍了闭式换向器在热能表标准装置上的应用,详细阐述了切换换向器时,管路内流体的状态,并与开式换向器的工作原理进行了比较。参考文献 [1]段慧明.液体流量标准装置和标准表法流量标准装置.中国计图5 ·　66· 真空段体积与流量关系曲线量出版社,2004

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