摘要(yao)：介紹電容式渦(wo)街流量計
的工(gōng)作原理及其在(zai)空間環境模拟(ni)設備液氮系統(tǒng)中的應用💋情況(kuàng)。
1概述
液氮系統(tong)是空間環境模(mo)拟設備的一個(gè)主要分系統。試(shi)驗時,它給真空(kōng)容器内的熱沉(chén)輸送一定流量(liàng)㊙️的過冷液氮,使(shǐ)其産生一個穩(wen)定的低溫背景(jing)。液氮系統的🔴一(yī)個主要參數就(jiu)是液氮的流量(liang).
在我國現有的(de)大型空間環境(jìng)模拟設備如KM3、KM4中(zhong)，其液氮系統都(dōu)沒有安裝流量(liàng)計,給液氮系統(tong)運行狀況的分(fen)析和系統的操(cao)作帶🏃🏻來了一定(dìng)的困難.在液氮(dan)系統中也曾使(shǐ)用過
孔闆式流(liu)量計
和
渦輪流(liu)量計
,但由于在(zai)液氮系統的啓(qǐ)動過程中,流體(tǐ)狀态較複雜,有(yǒu)液相、氣相或氣(qi)液兩相,使得上(shàng)述兩種流量計(jì)🤟都不能進行正(zheng)常工作,甚🈚至使(shi)流量計損壞。
爲(wei)了正确方便地(dì)測量液氮的流(liú)量,所選擇的流(liú)量計必⭐須😍同時(shi)滿足兩個主要(yao)條件:耐低溫(-200C);耐(nai)氣體沖擊.在KM3液(yè)氮系統中進行(háng)文丘利管試驗(yàn)時，采用了德國(guo)E+H公司生産的電(diàn)容式渦街流量(liàng)計(SWINGWIRLII),取得了比較(jiào)滿意的試驗☁️結(jie)果。本文❄️将詳細(xì)介紹該流量計(jì)的工作原理及(ji)其在試驗中的(de)應用情況。
2電容(róng)式渦街流計的(de)工作原理
電容(rong)式渦街流量計(jì),可用來正确測(ce)量封閉管道中(zhong)氣體或液體🌈的(de)流量,如圖1所示(shì)。其最大優點是(shi)沒有運動部件(jian)🐅.測量時,管道中(zhong)的流體從三角(jiao)形擋體(旋渦發(fā)生體)的正面流(liú)過,在該發生體(ti)後面兩側周期(qi)性形成--系列的(de)旋渦，并交替分(fen)離開來,依次向(xiang)下遊流去，如圖(tú)2所示。當雷諾數(shù)Re大于3800時,旋渦的(de)分離頻率與管(guǎn)道中流體的平(ping)均流速成正比(bǐ)。圓柱形差動開(kāi)關電容(DSC)檢測元(yuán)件位于旋渦發(fā)生體的圓孔之(zhi)中.由旋渦分離(lí)引起的壓力脈(mo)沖,通過發生體(ti)兩側橫孔傳到(dào)檢測元件.上，使(shǐ)檢測元件産生(shēng)微量的偏移,并(bìng)在其内部産生(shēng)相🔱應的電🐪容變(biàn)化.即把檢測元(yuan)件檢測到的旋(xuán)渦壓力脈沖轉(zhuan)換成電脈沖,然(ran)後經前置放大(da)器處理成爲直(zhi)流4~20mA矩🧡形脈㊙️沖信(xìn)号.再通過二次(cì)儀表将檢測到(dao)的脈沖信号換(huàn)算成瞬時流量(liàng)值或累積流量(liang)值.
3電容式渦街(jiē)流量計的應用(yong)
電容式渦街流(liú)量計的工作溫(wēn)度範圍寬(-200~+400℃),測量(liang)範圍大(液體:0.3~2300m/h).而(ér)且由于沒有運(yun)動部件,所以不(bu)怕氣體沖擊.在(zai)規定的範♋圍内(nèi),測量不受介質(zhì)的壓力溫度、密(mi)度和導電率等(deng)因素的影響.根(gēn)據這種流量計(jì)的特點，我們作(zuo)😄了第-次嘗試,将(jiang)它應用于對大(dà)♋型空間環境模(mo)拟設備液氮系(xì)統中液氮流量(liàng)的測量.
當在KM3空(kong)間環境模拟設(she)備的液氮系統(tǒng)中進行文丘❗利(lì)管試🔞驗㊙️時,由于(yu)需要液氮流量(liang)這個參數來對(duì)試⛱️驗結果進行(háng)分析.所以我們(men)在液氮泉的出(chu)口處安🔴裝了一(yī)台電容式渦街(jie)流量計,并配備(bèi)了一台數顯二(èr)次儀表.試驗時(shí),從該流量計測(ce)得的數據是令(ling)人滿意的,給液(ye)🏒氮系統運行狀(zhuang)況的分析及操(cao)作提供了可靠(kao)依據、下面列舉(jǔ)試驗中的幾種(zhong)情況:
a.液氮系統(tong)預冷時,由于管(guǎn)内存在氣液兩(liang)相,所以流量計(ji)測得的數據不(bú)穩定,但可以定(dìng)性地說明有一(yī)👨❤️👨定量的液氮流(liu)過.
b.當液氮系統(tong)完成預冷,啓動(dòng)液氮泵時,由于(yú)有時預冷不充(chōng)分,産生了氣堵(du)。雖然液氮泵運(yun)轉,系統的壓力(lì)升高,但液氮并(bing)不流動,隻能停(tíng)機重新預冷.以(yǐ)前隻能憑經驗(yan)來🏃♂️判斷這種情(qing)況,安裝了渦街(jie)流量計🈚後,從流(liu)量計上可以💃清(qīng)楚的看到，此時(shi)的讀數爲零。如(ru)果液氮泵正常(cháng)啓動後,流量計(ji)的讀數快速增(zeng)大🔞,并達到一穩(wěn)♈定值時,則證明(ming)系統啓動成功(gong).
c.試驗過程中,我(wǒ)們還做了通過(guò)改變系統的壓(yā)力來🥵觀測流量(liang)變✍️化的測試工(gōng)作。當液氮系統(tong)的壓力不低于(yú)其飽🥵和蒸汽壓(ya)力時🔅,降低或升(shēng)高系統的壓力(li)👈,泵的揚🌏程不變(biàn),流量也‼️不改變(biàn)。此時測得的流(liú)量值爲16m³/n,與泵的(de)額定流量值相(xiang)等。當壓力低于(yu)其對應飽和蒸(zheng)汽壓時液氮泵(beng)出現🈲氣蝕現象(xiàng),流量降低,試驗(yan)測得的流量值(zhí)👉爲8m³/h,這種結果與(yu)理論上是完全(quan)符合🔴的.
4結論
電(dian)容式渦街流量(liàng)計用于對空間(jian)環模設備中液(yè)氨流量的測量(liang)在國内還是首(shou)次.試驗結果表(biǎo)明該流🥵量計能(neng)正确地🌈測量液(yè)氮系統的流量(liang),反映出液氮系(xi)統的運行狀況(kuang),因此給液氮系(xi)統的操作提供(gong)了可靠的依據(ju)。而且其安裝簡(jiǎn)便,壓力損失小(xiǎo),非常适用于大(da)型空間環境模(mó)拟設備中液氮(dan)系統的流量測(cè)量.
以上内容源(yuán)于網絡，如有侵(qīn)權聯系即删除(chú)!
