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發(fā)布時間:2021-03-20 04:46  
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渦街流量計的測量原理
渦街流量計作為一種新型流量計,20世紀80年代中期以來發(fā)展較快,它在流量測量方面有著諸多的優(yōu)點和長處,在現(xiàn)代流量測量中應用越來越廣泛。在國內使用渦街流量計進行流量測量也愈來愈得到重視,目前我國已有性能優(yōu)良并有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品系列。
渦街流量計的原理是在流量計管道中,設置一滯流件,當流體流經(jīng)滯流件時,由于滯流件表面的滯流作用等原因,在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦,這些旋渦在滯流件的側后方分開,形成所謂的卡門(Karman)旋渦列,兩列旋渦的旋轉方向是相反的, 卡門從理論上證明了當h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度,L為兩個相臨旋渦間的距離)時,旋渦列是穩(wěn)定的,在此情況下,產(chǎn)生旋渦的頻率f與流量計管道中流體流速υ的關系為:
式中 d———圓柱形滯流件的直徑;
υ———流體的流速,m/s;
s———無量綱常數(shù),稱為Stroual數(shù),與流體流動狀態(tài)的雷諾數(shù)Re有關。
流量計圓截面管道的雷諾數(shù)Re為:
式中 ρ———流體的密度,kg/m3;
μ———流體的動力粘度,(kg/m)/s;
其他符號意義同上。而流體的流量為:
式中 Q———管道流體的流量,m3/s;
A———管道斷面積,m2。
從上式可見,渦街流量計選型設計完畢,流量Q不僅與f有關,而且與雷諾數(shù)Re也有關。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù),其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值。旋渦發(fā)生所產(chǎn)生的旋渦頻率需由感測器來測定,感測器獲得的信號經(jīng)放大、濾波zheng形等處理后得到代表渦街頻率的脈沖信號,供單片機進行處理和顯示。其中:一體型渦街流量計:把傳感器與轉換器(包括流量計算顯示單元)集中成一體。感測器分流體振蕩感測和壓力變化感測兩大類。流體振蕩感測屬于接觸式,控測元件易受流體污染,但抗干擾能力強;壓力變化感測屬于非接觸式,探測元件不易受流體污染,但易受振動等因素的干擾。流體的流動狀態(tài)對渦街流量計的使用也有一定的影響。如果環(huán)境參數(shù)對流體流動狀態(tài)有影響也會影響到渦街流量計的使用性能。
1、在儀表安裝、連接過程中,應確保每一個環(huán)節(jié)的準確無誤,其中包括安裝前對現(xiàn)場的考察、安裝過程中儀表接線、系統(tǒng)接地線等方面,從而確保檢測到真實數(shù)據(jù)并能夠準確輸出。2、對于運行中的計量系統(tǒng)可采用“雙軌計量,對比確認”的方法,以及“替代法”對運行中的計量儀表故障進行確認和排除。如果儀表用于高溫流體(例如蒸汽)測量或用于低雷諾數(shù)區(qū)域的流量測量時,還用實驗室標定的儀表系數(shù)則會產(chǎn)生很大的測量誤差。 3、定期對儀表進行整體清洗,必要時可對儀表的傳感頭部分進行吹掃,避免雜質在傳感頭處的凝結。寒冷的季節(jié)在計量直管段及儀表部分加伴熱裝置也有利緩解雜質在計量儀表處的凝結。 4、渦街流量計定期對管道進行排水,特別是直管段前的水分,依據(jù)具體情況設置專人定期排放,盡可能降低計量管段中的水分,1大限度的排除流體中的脈動。 5、加強對計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理,設置定時打印功能,依據(jù)打印數(shù)據(jù)結合生產(chǎn)狀況對儀表的運行分析。渦街流量計容易受到振動的干擾,設計精良的渦街流量計可以通過硬件和數(shù)字信號處理將干擾排除,從而得到穩(wěn)定的信號。渦街流量計安裝的前后需要很長的直管段,有些廠家可以提供在流量計內部縮徑的設計,大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。蒸汽流量計采用卡門渦街原理制造,具有測量精度高、量程寬、功耗低、安裝方便、操作簡單、壓力損失小、免現(xiàn)場調試等優(yōu)點,是目前比較理想的蒸汽計量儀表。渦街流量計安裝點的上游較近處若裝有閥門,不斷地開關閥門,對流量計的使用壽命影響極大,非常容易對流量計造成性損壞。流量計盡量避免在架空的非常長的管道上安裝,這樣時間一長后,由于流量計的下垂非常容易造成流量計于法蘭的密封泄露,若不得已安裝時,必須在流量計的上下游2D處分別設置管道緊固裝置。