文丘里管,简称“
文氏管”,亦称“喉形管”,因
意大利物理学家文丘里(Giovanni Battista Venturi,1746-1822)创制而得名。文丘里管是用于测量
管道中
流体流量的仪表,它由渐缩管、喉管和渐扩管组成。
文丘里管是两端向中部逐渐缩小的一段管子。其截面最小处叫文丘里喉或喉颈,流体通过时流速最大因而
压强最小。若管内为气体通过,喉颈处装有若干通入液体的支管,则高速气流即可将液体吸入并冲散为细滴,造成气液两相密切接触,有利于
传热、传质和气体除尘净化过程的进行。文丘里管有多种用途,用于测速仪表时叫文丘里
流速计,用作除尘设备时叫
文丘里洗涤器,还可作气体冷却、净化等设备。
原理
文丘里管由以下各部分组成:①入口段:一个短的圆柱段,其直径为D;②收缩段:形状为一锥形管,
锥角约为21°±2°;③喉道:一个短的直管段,直径约为1/3~1/4D,长度等于管径;④扩散段:锥角为8°~15°的
锥管。距入口段末端0.25~0.75D处有一个测压环,上面至少有4个测压孔,和压环通向
压力计。此外,在喉道中央处也有一个多孔道的测压环通向压力计。通过压力计的
刻度或自动记录仪可测出入口截面同最小截面(即喉道截面)处的压力差。
设入口截面处和喉道处的平均速度、平均压力和截面积分别为v、p、S,和v、p、S;
流体密度为ρ。应用伯努利定理和连续性
方程并注意到平均运动的流线是等高的,可得出:
由此可得计算流量Q的公式:
知道ρ、S、S并测出p-p后,可以根据上式求出流量Q。
文丘里管主要优点是装置简单;其次,由于它的扩散段使流体逐渐减速,减小了湍流度(见湍流),所以压头损失小,不超过入口和喉道间压差的10~20%。
用途
文丘里管(
文氏管 tube)按结构分为内藏式文丘里管和插入式文丘里管。在钢铁厂
热风炉的助燃风、冷风、煤气计量(
高炉煤气、
荒煤气、转炉煤气)及热电厂的锅炉一次风、二次风大管径、低流速管道计测量中收到了良好的效果。解决现行工业企业中低压、大管径,低流速各类气体流量精确测量。测量范围宽、安装方便的
流体测量装置。独特的结构设计及数据处理方法具有严格的
流体力学依据,并在国家大型重点
风洞进行实流标定。
可广泛用于,石油、化工、冶金、电力等行业大管径流体的控制与计量。
特点
(1)对流体产生的阻力小,约150Pa因此能耗低。
(2)压差大,精度高,测量范围宽。
(3)稳定性好,有平滑的压差特性。
(4)使用范围宽,一般气体、烟气、含杂质较多的高炉煤气等,长期使用不发生堵塞现象。
(5)安装方便,便于长期维护。
(6)前后直管段比标准
节流装置短,约前1.5D后1D。
(7)具有在线温度、压力自修正一体化结构。
特点
双文丘里测速管是一种用于电厂的大口径烟气管道的流量测量,测量大口径管道流速的差压感受元件,配合
差压变送器以及记录、显示等仪表就可以求得管内被测点处的瞬时流速值。通过调节仪表也可以对管内流速进行调节,其特点如下:
与前面节流装置相比:体积小。永久性压力损失极小。结构简单,对检查、清洗、维修均很方便。
技术条件
(1)适用工业管道:圆形截面管道公称直径:
DN=500~4000mm圆形截面管道:W×H=600×600~3600×3600mm以及宽、高不等矩形管道。
(2)公称压力:PN≤6.4MPa
(3)工作温度:低于400℃(高于400℃时,订货时应说明)
(4)差压值:0~1.0, 1.6 ,2.5,4.,6.3,10,16,25及40KPa
(5)重复性误差:±0.5%
(6)稳定度:±10Pa
(7)精度等级:0.5级,1级,1.5级,2级
(8)
传感器接管尺寸:
焊接钢管G3/4",M20×1.5或1/2NPT
(9)测量介质,冶金:高炉煤气、冷风、助燃风、烟气、回收煤气、混合煤气
电力:一次风、二次风、拨煤风等
化工:腐蚀性气体、空气及其它介质
参考文献
1.词条作者:吴望一《中国大百科全书》74卷(第二版)物理学词条:流体力学:中国大百科全书出版社,2009-07:380页.