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渦街流量計的使用在特定的流動條件下,一部分測量介質(zhì)動能會轉(zhuǎn)化為測量介質(zhì)振動,其振動頻率與流速(流量)有確定的比例關(guān)系,依據(jù)這種原理工作的流量計稱為測量介質(zhì)振動流量計。目前測量介質(zhì)振動流量計有三類:渦街流量計、旋進(旋渦進動)流量計和射流流量計。
渦街流量計具有以下一些特點:
①輸出為脈沖頻率,其頻率與被測測量介質(zhì)的實際體積流量成正比,不受測量介質(zhì)組分、密度、壓力、溫度的影響;
②測量范圍寬,一般范圍度可達10:1以上;
③準確度為中上水平;
④無可動部件,可靠性高;
⑤結(jié)構(gòu)簡單牢固,安裝方便,維護費較低;
⑥使用范圍廣泛,渦街流量計生產(chǎn)廠家,可適用液體、氣體和蒸汽。
渦街流量計的工作原理:在測量介質(zhì)中設(shè)置旋渦發(fā)生體(阻測量介質(zhì)),從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。渦街流量計輸出的脈沖頻率信號不受測量介質(zhì)物性和組分變化的影響,即流量計系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是在物料平衡及能源計量中需流量檢測質(zhì)量流量,這時流量計應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和測量介質(zhì)密度,測量介質(zhì)物性和組分就會對流量計量產(chǎn)生直接影響。
渦街流量計的溫度、壓力補償問題探討
渦街流量計與流體密度無關(guān),在測流量時,考慮氣體或蒸汽溫度、壓力變化對密度的影響,需不需要進行密度、溫度壓力補償,從以下幾個方面進行探討。
(1)測量介質(zhì)為液體,且流量以質(zhì)量流量表示。
由于測液體流量時,流量指示一般為質(zhì)量或重量流量,漩渦流量計由漩渦頻率→流速→體流量×密度 質(zhì)量流量,北京渦街流量計,當指示值以質(zhì)量流量表示時,渦街流量計現(xiàn)貨,刻度系數(shù)中包含密度的因素,所以密度變化對指示值有影響,必須進行密度修正。
(2)測量介質(zhì)為氣體,且以標準狀態(tài)下的體積表示。
氣體流量一般習慣均以標準狀態(tài)下的體積表示,刻度為Nm3/h,但工作時由漩渦頻率→流速→工作狀態(tài)體積再折算成標準狀態(tài)下的體積。作為一臺漩渦流量計,一旦折算系數(shù)確定了,那么流體只有處在一個工作壓力、溫度下流量指示值才準確,這個溫度就是設(shè)計溫度,這個壓力就是設(shè)計壓力。
一旦工作條件偏離了設(shè)計值也會帶來誤差,所以必須考慮溫度、壓力補償,但不考慮密度補償。
(3)測量介質(zhì)為氣體,且以質(zhì)量流量表示。
對漩渦流量計,由漩渦頻率→流速→工作狀態(tài)體積流量→設(shè)計狀態(tài)體積流量→標準狀態(tài)體積流量,再乘以標準狀態(tài)下氣體的密度而得到質(zhì)量流量。
顯然,以質(zhì)量流量表示的漩渦流量計,必須進行時氣體組成變化帶來的密度變化的修正,渦街流量計型號,同時工況變化,又增加一個由工作狀態(tài)折算到設(shè)計狀態(tài)的折算系數(shù)。這個折算系數(shù)是動態(tài)的,也就是溫度、壓力補償問題。
? 渦街流量計理論研究源于1878年斯特勞哈爾(Strouhal)就發(fā)表了關(guān)于流體振動頻率與流速關(guān)系的文章,斯特勞哈爾數(shù)就是表示旋渦頻率與阻流體特征尺寸,流速關(guān)系的相似準則。人們早期對渦街的研究主要是防災(zāi)的目的,如鍋爐及換熱器鋼管固有頻率與流體渦街頻率合拍將產(chǎn)生共振而破壞設(shè)備。? 渦街流體振動現(xiàn)象用于測量研究始于20世紀50年代,如風速計和船速計等。
? 60年代末開始研制封閉管道流量計—渦街流量計,誕生了熱絲檢測法及熱敏檢測法渦街流量計。? 70、80年代渦街流量計發(fā)展異常迅速,開發(fā)出眾多類型阻流體及檢測法的渦街流量計,并大量生產(chǎn)投放市場,像這樣在短短幾年時間內(nèi)就達到從實驗室樣機到批量生產(chǎn)過程的流量計還沒有。 ? 我國渦街流量計的生產(chǎn)亦有飛速發(fā)展,至今基本的流量方程經(jīng)常引用卡曼渦街理論,而此理論及其一些定量關(guān)系是卡曼在氣體風洞(均勻流場)中實驗得出的,它與封閉管道中具有三維不均勻流場其旋渦分離的規(guī)律是不一樣的,至于實踐經(jīng)驗更是需要通過長期應(yīng)用才能積累,渦街流量計已躋身通用流量計之列,無論國內(nèi)外皆已開發(fā)出多品種,全系列、規(guī)格齊全的產(chǎn)品,對于標準化工作亦很重視,流量計存在一些問題是發(fā)展中的正?,F(xiàn)象。
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