關(guān)于物理學(xué)方面的論文(2)
關(guān)于物理學(xué)方面的論文
物理學(xué)方面的論文篇3
淺談超聲波流量計(jì)的應(yīng)用
【摘 要】介紹了超聲波流量計(jì)的工作原理、結(jié)構(gòu)、選型原則及安裝要求。
【關(guān)鍵詞】超聲波流量計(jì);結(jié)構(gòu);選型;安裝
1 超聲波流量計(jì)的工作原理
超聲波流量計(jì)利用超聲波測(cè)量流量有許多種方法，其中典型的方法有時(shí)差法、聲循環(huán)法、多普勒法。本文主要介紹時(shí)差法超聲波流量計(jì)的工作原理，超聲波在流體中的傳播速度受到流體流速的影響，在流體順流方向和逆流方向是不一樣的，其傳播時(shí)間差和流體的流速成正比。只要測(cè)出超聲波在這兩個(gè)方向上傳播的時(shí)-間差，便可知流體的流速，再乘以管道截面積便可得流體的流量。具體計(jì)算公式如下：
超聲波在順流方向傳播時(shí)間t1為：
式中： L――聲程，m;
φ――管軸線(xiàn)與聲道之間的夾角，即聲道角;
c――聲波在靜止流體中的聲速，m/s;
v――流體沿管道軸向的流速，m/s;
超聲波傳播的時(shí)間差△t為：
由上可知這時(shí)只要測(cè)得t1和t2，便可求得流體流速，流體流量。
2 超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
超聲波流量計(jì)主要由換能器和控制器(變送器)兩部分構(gòu)成。換能器有兩種，一種是發(fā)射換能器，另一種是接收換能器。發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測(cè)流體中，接收換能器接收到超聲波信號(hào)，通過(guò)傳輸線(xiàn)送到控制器(變送器)?？刂破?變送器)的作用是將接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)電子線(xiàn)路放大并轉(zhuǎn)換為與被測(cè)流體體積流量成正比的電信號(hào)，進(jìn)行顯示和累計(jì)計(jì)算，還可將信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)傳進(jìn)入DCS等控制系統(tǒng)。
3 超聲波流量計(jì)的選型
為確保流量計(jì)正常投運(yùn)，儀表選型至關(guān)重要。超聲波流量計(jì)根據(jù)換能器的安裝方法不同可分為外夾式超聲波流量計(jì)、插入式超聲波流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)管段式超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)的選型主要是根據(jù)計(jì)量要求選擇適合的流量計(jì)。
(1)外夾式超聲波流量計(jì)，優(yōu)點(diǎn)：①外夾式超聲波流量計(jì)的換能器安裝在管道外面，不與被測(cè)流體直接接觸，不存在換能器腐蝕、粘結(jié)等問(wèn)題;②測(cè)量時(shí)，在管道內(nèi)部無(wú)任何測(cè)量部件，沒(méi)有壓力損失，不改變流體的流動(dòng)狀態(tài);③安裝簡(jiǎn)單方便，管道不用切斷，不用開(kāi)孔，安裝時(shí)不用停流;④可以便攜使用，便于對(duì)有懷疑的其他流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)。不足：①對(duì)管道條件要求較高，應(yīng)確定管道材質(zhì)、管道外徑、壁厚、襯里材質(zhì)和厚度等;②測(cè)量精度相對(duì)低一些。
(2)插入式超聲波流量計(jì)，優(yōu)點(diǎn)：①安裝時(shí)不用停流，使用專(zhuān)用安裝工具在管道上開(kāi)孔，換能器直接穿插在孔內(nèi);②與外夾式超聲波流量計(jì)相比，測(cè)量精度較高，不受管道銹蝕、結(jié)垢等的影響。不足：①換能器直接與被測(cè)流體接觸，易被腐蝕、結(jié)晶造成儀表測(cè)量不準(zhǔn)確。
(3)標(biāo)準(zhǔn)管段式超聲波流量計(jì)，把換能器固定安裝在按照設(shè)計(jì)加工好的管段上，并且換能器直接與被測(cè)流體接觸。這種流量計(jì)能夠準(zhǔn)確控制加工精度，同時(shí)可以精確測(cè)量管段的幾何尺寸，而且兩個(gè)換能器之間只有單一被測(cè)介質(zhì)，所以測(cè)量準(zhǔn)確度較高，但是，不足是安裝麻煩，需要斷流，割開(kāi)管道安裝，而且對(duì)于大口徑管道定做價(jià)格較高，因此除非特殊要求一般不建議選用此種超聲波流量計(jì)。
綜上，超聲波流量計(jì)在選型時(shí)必須綜合考慮準(zhǔn)確度、安裝條件、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等，選擇適合的流量計(jì)。
4 超聲波流量計(jì)的安裝
(1)測(cè)量點(diǎn)的選?。孩贉y(cè)量點(diǎn)應(yīng)盡量選擇距離上游10倍直徑、下游5倍直徑以?xún)?nèi)均勻直管段，以確保流體所需的流速分布;②流量計(jì)盡可能水平或垂直安裝，管內(nèi)必須充滿(mǎn)流體，當(dāng)換能器安裝在傾斜管道上時(shí)，不要裝在上部和底部，以免管道內(nèi)的氣體或雜質(zhì)進(jìn)入測(cè)量聲道，應(yīng)盡可能使換能器處于和水平面成45度角的范圍內(nèi);③對(duì)于外夾式超聲波流量計(jì)，測(cè)量點(diǎn)管道內(nèi)壁不能有過(guò)厚結(jié)垢層，盡量選擇無(wú)結(jié)垢的管段且應(yīng)具有良好的導(dǎo)聲性能;
(2)換能器安裝方式
①V法安裝
適用于管徑較小時(shí)，采用V法安裝擴(kuò)大了聲程長(zhǎng)度，增加了順逆向聲波傳播時(shí)間;
?、赯法安裝
Z法安裝方式一般適用于DN200以上管道，使用Z法安裝時(shí)超聲波在管道中直接傳輸，沒(méi)有折射，信號(hào)衰耗小。
5 超聲波流量計(jì)的應(yīng)用
近年來(lái)，由于電子技術(shù)的進(jìn)步，超聲波流量計(jì)發(fā)展很快，且日益完善，越來(lái)越顯示出其優(yōu)越性。各種超聲波流量計(jì)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)計(jì)量和水利檢測(cè)等方面，例如，在市政行業(yè)的原水、自來(lái)水、中水、污水的計(jì)量中，超聲波流量計(jì)具有大量程比，無(wú)壓損的特點(diǎn)，在保證測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)提高了官網(wǎng)的輸水效率;在工業(yè)冷卻循環(huán)水的計(jì)量中，超聲波流量計(jì)實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)不斷流帶壓安裝和在線(xiàn)標(biāo)定。
6 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，超聲波流量計(jì)作為流量測(cè)量?jī)x表，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，特別是智能化超聲波流量計(jì)，采用微處理器和程序控制，且?guī)ㄓ嵔涌凇⒐δ芨鼜?qiáng)、編程方便，因而具有更強(qiáng)的生命力。但是不論其如何發(fā)展，如果設(shè)計(jì)選型及安裝不當(dāng)，不僅無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)越性，還會(huì)帶來(lái)?yè)p失。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，超聲波流量計(jì)的正確選型及安裝是極為重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，必須引起我們的重視。
【參考文獻(xiàn)】
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物理學(xué)方面的論文篇4
淺談施工工序?qū)蛄菏芰白冃蔚挠绊?/p>
摘要：通過(guò)對(duì)一座預(yù)應(yīng)力混凝土變截面剛構(gòu)—連續(xù)組合箱梁在施工過(guò)程中因施工工序變化引起的幾個(gè)問(wèn)題從結(jié)構(gòu)受力和變形的角度進(jìn)行分析探討，強(qiáng)調(diào)合理施工工序的重要性。
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土;變截面剛構(gòu)—連續(xù)組合箱梁;施工工序;受力;變形
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)跨度大，受力性能好，伸縮縫少，行車(chē)舒適性高，造型簡(jiǎn)潔美觀，抗震性能強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于橋梁工程建設(shè)中。對(duì)于此類(lèi)橋梁的施工，目前已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但在實(shí)際施工過(guò)程中，總會(huì)遇到各種情況影響橋梁的正常施工，由此帶來(lái)的影響就需要進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析，而不能隨意改變正常的施工工序，否則可能帶來(lái)不可挽回的損失。
1 橋梁概況
某新建橋梁上部結(jié)構(gòu)為2×(3×40)m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁+(50+4×80+50)m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面剛構(gòu)—連續(xù)組合箱梁+4×40m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。其中主橋箱梁截面采用單箱單室，箱梁根部高度4.8m，跨中梁高2.2m，期間梁高按二次拋物線(xiàn)變化。主橋連續(xù)梁除墩頂0號(hào)塊外，共分11對(duì)梁段，即2.5+5×3+5×4m，各單“T”箱梁均采用掛籃懸臂澆筑法施工。
主橋下部結(jié)構(gòu)采用薄壁空心墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，最高橋墩19.8m。除9號(hào)橋墩為墩梁固結(jié)形式外，其余4個(gè)橋墩均采用盆式橡膠支座與上部結(jié)構(gòu)連接。
2 施工問(wèn)題及分析
該橋梁施工的過(guò)程中，陸續(xù)出現(xiàn)了如下幾個(gè)問(wèn)題。
2.1合攏施工
(1)問(wèn)題的提出
設(shè)計(jì)文件給出的合攏順序?yàn)橄群蠑n兩個(gè)邊跨，再合攏四個(gè)中跨。但受到工期和現(xiàn)場(chǎng)條件的約束，施工單位建議施工順序?yàn)椋合仁┕?、8號(hào)墩“T”構(gòu)，合攏第7、8孔;然后施工9號(hào)墩“T”構(gòu)，合攏第9孔;然后施工10、11號(hào)墩“T”構(gòu)，先合攏第12孔，再合攏第10、11孔。
(2)受力分析
分別對(duì)設(shè)計(jì)施工方案和施工單位方案進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明兩種方案下結(jié)構(gòu)內(nèi)力偏差很小，詳見(jiàn)表2.1。
(3)變形分析
通常對(duì)于懸澆結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中出現(xiàn)的變形(撓度)可以采用設(shè)置預(yù)拱度的方式予以解決。通過(guò)預(yù)拱度的調(diào)整，即能保證橋梁順利合攏，達(dá)到理想的成橋狀態(tài)。
(4)處理措施
施工單位提出的方案不僅滿(mǎn)足了現(xiàn)場(chǎng)施工條件的要求，對(duì)結(jié)構(gòu)受力和變形未產(chǎn)生不利影響，而且加快了施工進(jìn)度，故可以采用。
2.2邊跨合攏束的張拉
(1)問(wèn)題的提出
設(shè)計(jì)文件提供的邊跨合攏束張拉分為三次：先張拉兩束底板束;待中跨合攏后再?gòu)埨装迨晚敯迨?解除臨時(shí)固結(jié)后再?gòu)埨瓋墒装迨?。而施工單位為了盡快完成引橋預(yù)制箱梁的架設(shè)(影響主橋邊跨合攏束的張拉)，提出在中跨合攏前對(duì)邊跨剩余合攏束進(jìn)行全部張拉。
(2)受力分析
對(duì)設(shè)計(jì)張拉順序和施工單位提出的張拉順序分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，詳見(jiàn)表2.2。按照設(shè)計(jì)的張拉順序，在橋墩底部不會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩和拉應(yīng)力。而按照施工單位的方案，橋墩底部彎矩和和拉應(yīng)力均明顯增大，且超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，將會(huì)導(dǎo)致橋墩底部開(kāi)裂。
(3)變形分析
變形分析結(jié)果表明，如果按照施工單位的方案進(jìn)行張拉，不僅使次邊跨懸臂端產(chǎn)生24mm的下?lián)?，同時(shí)使邊跨合攏段產(chǎn)生反拱(向上)15mm。而此時(shí)次邊跨的另一個(gè)懸臂段已經(jīng)澆筑完成，且線(xiàn)型變化已趨于穩(wěn)定，由此將會(huì)導(dǎo)致次邊跨的合攏段出現(xiàn)較大的合攏誤差。同時(shí)由于已經(jīng)合攏的邊跨產(chǎn)生了較大的變形，對(duì)后期鋪裝的施工也會(huì)造成很大的影響。
(4)處理措施
通過(guò)對(duì)兩種方案的分析比較，可見(jiàn)對(duì)于邊跨合攏束的張拉，必須按照設(shè)計(jì)文件的張拉順序進(jìn)行張拉，施工單位的方案不可取。
2.3橋面系施工
(1)問(wèn)題的提出
按照正常的施工順序，橋面系的施工一般是在上部結(jié)構(gòu)全部合攏完成后進(jìn)行，但為了加快施工進(jìn)度，施工單位提出將先合攏的7、8孔橋面系完成，待第9、10、11、12孔合攏后再進(jìn)行其橋面系施工。
(2)受力分析
考慮了以下三種方案：
①施工至8號(hào)墩0號(hào)塊段位置;
?、谑┕ぶ?號(hào)墩最大懸臂位置;
?、凼┕ぶ?號(hào)墩9號(hào)塊段(距離最大懸臂端8m)位置。
計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2.3-1和表2.3-2。
(4)處理措施
通過(guò)對(duì)三種方案的分析比較：
?、俜桨敢皇菇Y(jié)構(gòu)負(fù)彎矩明顯增大，而且使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形，故該方案不合適。
?、诜桨付m然未增大結(jié)構(gòu)彎矩和應(yīng)力，但是對(duì)結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生了一定的影響，尤其對(duì)于第9孔合攏段的施工不利。
?、鄯桨溉龑?duì)結(jié)構(gòu)彎矩和應(yīng)力均未增大，雖然對(duì)第8孔合攏段的變形有一定的影響，但不會(huì)對(duì)8號(hào)墩懸臂端(第9孔合攏段)造成明顯影響，故此方案為最佳方案。
由此可見(jiàn)，橋面系的施工可以分段進(jìn)行，但不能跟進(jìn)太快，否則會(huì)對(duì)懸臂施工產(chǎn)生較大的內(nèi)力和變形，影響結(jié)構(gòu)受力和后期合攏段施工。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)該橋出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行受力和變形分析，可見(jiàn)在橋梁施工過(guò)程中，合理的施工工序?qū)τ跇蛄航Y(jié)構(gòu)安全具有十分重要的意義，不能由于工期和施工進(jìn)度等因素而犧牲施工質(zhì)量。不同的施工工序可能會(huì)產(chǎn)生截然相反的結(jié)果，必須進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析后進(jìn)行判斷，否則，必將會(huì)對(duì)橋梁施工質(zhì)量埋下隱患。
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