【doc】用对数线性法测量管流横截面平均速度

用对数线性法测量管流横截面平均速度
30逋风除尘
用鼬墼缋鎏量熬面
譬47周诚
(南京壤★髭薪学碗)
IIitl丰文着直舟绍嗣I点步,精度高的酒量譬流擅截l面平均速度的对鼓龋性扶舶原理豆其应用?目此
击_已列入罾酥标准ls0_3354,~.英,法尊嗣对把它当戚国家择堆使用?车文还同时外爵I丁我国长期措目的部缱
挂(_蒋等钒井环挂).井对上连两种方}圭赶行丁对比舒析?
欲测量管道横截碰上^0平均速度,必须
确定管道横截面上的测点位置.但是,迄夸
为止,逋风陈尘和气力输送管道内素流的速
度分布规律迁不能用分扦括给出.因此如何
在蟹道横截面上,选取有代表性的测点,测
量其速度.并取其平均值(或加权平均值)
作为平均速度.这是一个具有实用价值的问
题.
一
,
切线珐实质及其存在问
题
l亡期以来.我国和日率等肾采用切线法
(又称等面积分巧洼)测量平均速度【.
(4],[.(6].一以圆形横截面管道为
例.这种方法是把圃管横敝面分成若干个面
积相等的圆环(最里面是个圆),再用同心
圃(如图I虚线所示)把每个环分成面积相
圈1
等的两都舒.侧点就是】4心j拽!司直径
相交点.如果把赢轻1的豳瞥横截面分成n十' 面积相等的圆环,则每个直径上有2n个.测点,从管壁算起到第m个四环的测点_的距离用下式确定:'.一
争一一√.)
圆管横截两上所需的圆环数.习惯上根
据管径大小分J见表1一
.
袭I.
管径D(越m)∞400--700
腰珂=撤,n345
每十直径
上的删赢6810
耐点离管壁b?0440.0320.8950.0260.7T4
的臣离ymOJI4B01060.9080.0820,BE4
D0
-2.8-O1{B0,9l8
0?To40.3230.22SO.974
O'8640.87
0,8560.65B
当各铡点的动难力值相差不犬时,幕平
均动匪力可按这些测定值的算术平均值计算.,-
.__|:如果各溯点的动压力值相茬较:时横
截面的平均动压力Hd额按均方撮值求得{.. H(±)
K
('2)
式4lHd.I{dI…I{dk一一各测点的动压
力植:'
k一一侧数目..
删蹙动艇JJ对,有叫台碰纠某澍点的.
度一
速-
均一平,～
1989年第1期
读数出现零值和负值的情况.如果排除了仪器陡用和测量方法的差错,就应如实记录下来.零直和负值的出现表明测定横截面的气流不稳定,产生了涡流,但是通过此横截面
的体积流量没有改变.困此在汁算平均动压力时,应将负蛆当作零来计算,而式(2)
分母k所指的数值应包括读数为零值和负值的全部测点数.
在我匿粮食行业昀通风坐气力输送
系统管道中弼定F均风速对,切线法几乎成了标准的方法.多年来的使用实践证明,此
法工作嚣大,副丽有些单位试图推荐减少测点数目的筒l,七方法[7],这样,覆6量精度
就难予保证r.
二,对数线性法的提出及其
优点.
1957年WinternRz~flFischl提了圆
管紊流对数线性规律(Log—LinearRule) (1),它既适瑚1:充分发鹾的紊流,又适用
于没确达到充分发展的紊流.按照对数线性
规律选点测量,求出平均速度的方法称为对
数线性法.
对数线性法目前已判八国际标准ISO一3354申,英,法等则把它当成洱家标准使
用.
;:囊w和F氏对切线法和对数线性法赦了广泛的研究,褂出结论如下:列面部阻力件4O
倍管径之后粕索碗发展充分的以及速度分布对称的光滑管_榴租糙智,.lO点切线法的平均相对误差约为l嘶,4点对数线性法则l低予0.5s$.对紊流发腱不充分纳和速度分粕显
着不对称的管流,1O点切线涪均方根误差的相对值约为1两;4点对熬线性法大于
2铀,6点约为l骺.8点为0.8嘶,lO点
为0.4驰...
对比叼线法相对数线性法呵见.对紊流
发展不充分日{]和边度分布显着不均匀的管流,6对数线性洼同1O点切线法具有相同
的铡恩精度:而8点和10点时数线性跨[匕10 31
点切线法测量精度提高了一倍.对发展充分
的紊流,4点对数线性法竟优1O点切线法测量精度提高了一倍多.这就充分显示了对数
线性法测点少苘精度高蚵优点.
三,对数线性法的原理和应
用
为了确定圆管糖截面上l测点的位置.同
样把圆管横截面分成着千面积相等的四环
(最而是个圆),,所不同的是每个半圆环
同直径叉处有两个测点(图2).
/
闰2
B一棚数渊点,b一奇数捌赢.
(一)当测点数为偶数时(图2a),把
嚼管横截面分成n个面积相等的圆珂:,每个半径上有2n个测点(每个直径上有4n个铡点),设自管壁算起第m个圆环的第一个涮
点距营壁为Ym-,第二个测点距管壁为ym=, 现在来求第m个围环两个灏『点的位置』一
32避风除尘
和争.
.
1,假设a.和lgb分别是两个测点位置
函数{和1g()的平均值.即
am一
吉[+)
于是有测点位置函数y的方程式如下;
(2y)'一2a-')+b:=0
解上述方程式.得
fyDIllt12Ca.-~/蕊i)
l一喜+~/瓣)(3)
lgb?()+lg()]
啊景牵
因而2am;+置'
2w和F氏用觯的积分技术求解了
等c测
a...
f;i-~n/,n,+l/n)=.A(2y)d[-a-(D一2y)).—._4'iJ【.m,n)D:I【J.
一y,
lgb-一-z_?1=0-m/
/Ⅱ)
n+~/a)
/鲁)d(詈(D一2y
由上可得"a.=nJ.1--一mh/~向(号)d[(t一).]
Igb=Jl_ig()d.…一鲁.t
令t=I一2y/D,并代八上两式分别得:.
a;n
』一--m,n/n向(1一t)dt=l一号n(t?t]1..-m1l一~+/n1血
lgb二向lg(1-I)…)
=nJm/Ⅱ
(m--1)/n1
E(1一t)d卜t.),
=nZ--1g(1一t)1一t)一JT--lge(一dt)(I—t))tI...--m1/一a+/1.
=n[一(1一I)lg(1一t)一(1ge)(t+At)+~-Ige)tIz..--m1/一a+/41向
:n(一(1一I')ig(1--t)+(士1ge)(1一I)(3+t)]--m
1
/
一
n+I1
.
a(4)
3,计算举铡直径为D的圆管横截面被分成两个面科相等的圆环(n=2).每个半径上有2X2=4.个测点,现应用式(4).(3)计算第一个ttg-(m=1)半径上二个
测点的位置和.
一1一2¨一'譬]=s
I989年jiIl期?33?
一
2(_(1一一譬)+()×(1一…+)]=一0
+bI=0.0989'
吾(0.138--__3-.=0.0213L,'
yl0
D穹(0.138+√百丽)=0.116
f-*
(二)当测点数为奇数时,最外面的圆环面积是其他圆环面积的.一半.,每十半径上有(
2n一1)个测点(图2b).最讣面圆环上的测点位置用下列公式计算
2yt'_(
J
xDZ/4
/(2]Dz/4Ig(～苦)d((D
lg(2y1)一(2n一1)(jl1g(1一j
v2
2~
一
-
-=-f
1
)～(1ge)(1一v2n-
一
2)(3+
))(5)
内部圆的a,igb.表达式:
一
吉c!
(2一1)(一(1一lg(1一t)
+c吉-ec一tcs+t二:薹三厂
寰3
($)
实驻捷敲123平均
蠹压计读数△hi
●
(Pa)Ah
i△hi△h.i△hiui
莲崖ui】
(m/5)
_
o.0438.7lo09.IB."8.94
4点对靛
螗性击0.20l20lo.05l0.O5I2.25l22:l0】3 y/D——
0.710l2.13l75l2.】3l75l2.】312.J3
0.P5718023012.80lBn,e2.3O18012.30 平均逮崖uu一"+J蚪lo_B8
(m/5)
口—一nDlO.88x0.5I………
Q盎)iQoo×半×o-s~10.88一们
-,b算出后仍代八式(3)求出二个
测点位置...
(三),表2列出了对数线性.穗昂式
(6),(5),(4),(3)计算出的
至
五
/V
-S4?
测点位置值.
袭2
每十直径上
曲测点数
4
6
8n2
mI1
蹲点高曾壁的距离{
0.0220.】360.j2l
0.B780.8650.908
四,两种方法的测试结果与
袭4
对比分析
通风隆尘
1986年5月1日,笔者在一台除尘离心
通风机上进行了实际测试:受试压气风管的直径D=5]Orlm,测量点离通风机出风口约0.9m气瓷速度场不对称,车间环境温度27.5℃,大气压力latm.相对湿度52啊,
空气密度P1.I67kg/m.,空气运动粘性系
数v一1.581×10m./s:试验用标准皮托
管和自制的倾斜微压计.
本试验在风管同一个横截面上作了4点
列数线性法.6点划数线性法和lo点切线法测罱,其结果见表3—5.
宴齄攻数12
微压计读数Ah;
(Pa)AhiuiAhidal~i
速度u;(m,s)
8.70
0l25lO08.】7l0594095
卉点对鼓
线性法0.32tlO.48
y/D
0.678l49I1.04l50儿.22
l2.30
0.988206
平均速度u(m/s)
雷诺数Re
l0.88
………～～…一…
…一一
风量Q(mS/h)7997
从实际测定的结果可以看出:.
1,4点,6点对数线性法同1O点切线
法具有相同的测量精确度
2.对数线性法测电数目,p--J以赶大
减轻测量时i~,932作量
3,由于受试通吼机t柠正硫风量在试验
时未作标定因此也束计算测量误差.
五,结语
1.罔对数线性法测量圆管紊流横截面
平均速度,具有测点数目少测量精度高的突出优点,实际应用时可按表2数字确定测点位置.
;.建议我国通风除尘和气力输送行业
从适当的时候起停止使用切线法,而采用对
数线性法测量管漉横截嗣的平均速度.'
'
参考文献
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i.......…….…l国际现代静电会议
国际现代静电会议于1988年1O月21—24 B在北京召开.参加这次会议的有中国代表3∞人.来自104"国家和地区的外国代表51 人.在大会酾分组会-卜中国代表宣读和交流了论文g3篇,外国代表47篇.这次静电会议的重要特点之一是电除尘方面的论文占有显着地位,比重大,水平蔼.我国科技工作者在
除尘器电场分析与优化脉冲供电与计算机控制及荷电水雾除尘等方面.发表了有价值的论文.意大利M,Rea教授和美屠SOg—Iesdy教授关于电除坐结合脱硫脱硝的专题是当今活跃发展的技术前沿.英国K,Dar- by.瑞典KPorlo和日本立花直治总结了
脉冲供电技术的世界性经验.Maycr--Sc—himing介绍了西德在电除尘结台脱硫鼬
硝捷寐,睬冲供电和镦机控制方面的概况
美国St~nford大学Mitchae~教授,EI本足
立直良和我国张国权教授对电除尘器内的湍滞和场作了详细的分析.毫无疑同.这次
会议将有力地促进我国.乃至国际上电除尘器的发晨会议论文集已中文柑英文1分别
出版
会议期间还召开了国际电除尘学会理事会,.由理事会主席增嗣闪一教授主持,会议决定第届电除尘学术会议将于1990年在北京举行.为了迎接这次国际会议的召开,我国已成立了中国组委会,由北京理工大学李瑞年教授担任组委会主席,并设立了若干个工作想开展筹备工作姐委会常设机构设在北京翟工大学静电研究室.会议征兑已经开始. 热切希望国内从事电除生:作的同行们积
壤投稿.'(r争端年,谭天裙)。