渦(wō)街流量計(ji)選型中測(cè)量上/下限(xiàn)核算
多年(nian)工程實踐(jian)證明,選型(xing)是用好渦(wo)街流量計(ji) 的關鍵環(huán)節,而選型(xíng)過程中對(duì)于測量上(shang)/下限的核(hé)算則是重(zhong)要基礎,抓(zhua)住了這一(yī)基礎環節(jiē),該流量計(jì)❤️不失爲一(yī)種性能卓(zhuo)越的流量(liàng)計。選型過(guò)程中,首先(xian)🐆是根據工(gōng)藝要求選(xuan)擇正确的(de)口徑規格(gé),以确保流(liu)體流量介(jie)于所需精(jing)度等級下(xia)、流量計的(de)最大及最(zuì)㊙️小流量測(cè)量限之内(nei);因爲線性(xing)度與測量(liàng)範圍及雷(lei)諾數相關(guan),流體的雷(lei)諾數不可(ke)超限;渦街(jie)流量計爲(wèi)㊙️速度式流(liu)量計,應采(cai)用工況流(liú)速進行測(ce)量範圍的(de)性📧能對比(bǐ)。 一、渦街流(liu)量計測量(liang)下限的核(hé)算 對于渦(wō)街流量計(ji)的測量下(xia)限,應引起(qi)足夠重視(shi)的是🌐:當流(liu)量低于下(xia)限時,渦街(jiē)流量計将(jiāng)指示爲零(ling),已不能反(fan)映流量的(de)變化趨🙇♀️勢(shì)。因此,在工(gōng)程應用中(zhong),應考慮足(zú)夠低的🐕測(cè)量下限餘(yú)量。渦街流(liu)量計的測(ce)量下限由(yóu)雷🚶諾數、二(èr)次👈部件信(xin)号處理系(xi)統🤟的增益(yi)及抗幹擾(rao)能力、頻帶(dai)寬度、抗震(zhèn)性能認證(zheng)指标及現(xian)場♋振動強(qiang)度等因素(su)共同制約(yue),必須對上(shàng)述因素分(fen)别進行核(hé)算,并将核(he)✨算結果中(zhong)的最大值(zhí)作爲流量(liàng)計測量下(xià)限使用,即(jí)實♋際測量(liàng)下限: 需注(zhù)意,與其他(tā)模拟式原(yuan)理的流量(liàng)計不同的(de)是,渦街流(liu)量計是以(yǐ)計量漩渦(wō)數量測量(liang)流量,是通(tōng)過信💛号頻(pín)率而非信(xin)号強度提(ti)🧑🏽🤝🧑🏻取瞬時流(liu)量信息,因(yīn)此,常見的(de)通過(4~20)mA輸人(rén)♉通道進⭕行(háng)小信号截(jie)除以穩定(dìng)零點的措(cuo)施,通👣常是(shi)無效的。零(líng)點的穩定(dìng),主要取決(jue)于渦街流(liú)量計的抗(kàng)幹擾能力(lì)。 1.雷諾數限(xiàn)制的流量(liàng)下限的核(hé)算 通常情(qíng)況下,上限(xian)流量對應(ying)的雷諾數(shù)無需考慮(lǜ), 主要需對(dui)下限流量(liàng)的雷諾數(shu)進行計算(suàn),在計算結(jié)果🏃♀️低于制(zhì)造商标稱(chēng)的⭕雷諾數(shù)下限時,流(liú)量計不可(ke)選☎️用。雷諾(nuo)數下限導(dǎo)緻的🈲流速(su)測🐕量下限(xian)計算見式(shi)(1): 式中:Vminl一基(jī)于雷諾數(shù)限制的工(gōng)況流速下(xia)限,m/s;Rdmin一爲保(bǎo)證标稱🏃♂️精(jing)度💃🏻,所需最(zui)小雷諾數(shu);μ一流體在(zai)工況下的(de)動力黏度(dù),cP或mPa·s;ρ一流體(ti)工況👨❤️👨密度(du),kg/m3D一管道内(nèi)徑,mm。 對于黏(nián)度高于1cP的(de)液體流量(liàng)檢測或小(xiao)于DN40的小口(kou)徑規格的(de)選用,應不(bú)可省略雷(lei)諾數下限(xian)的核算。 由(you)于渦街信(xìn)号強度與(yǔ)流體密度(dù)成正比、與(yǔ)流體流⛹🏻♀️速(su)的平方成(chéng)正比,随流(liu)量減小,渦(wō)街信号的(de)強度以🏃🏻♂️二(èr)階關系急(ji)劇減弱。對(dui)于低密度(dù)流體(如氣(qi)體),信号🔅更(gèng)加微弱,在(zai)小流量時(shi)需要信🤩号(hào)處理系統(tong)提供足夠(gou)的增益(放(fàng)大倍數),并(bing)且應确保(bǎo)小流量時(shí)的微弱信(xìn)号能夠在(zai)各類現場(chǎng)幹擾下依(yi)舊得🧡以正(zheng)确地辨識(shí),否則會将(jiāng)幹擾信号(hao)頻率誤⭕識(shi)爲流量信(xìn)号,産生無(wú)法預計的(de)測量誤差(cha),導緻測量(liàng)失✉️敗。式(2)給(gěi)出基于信(xìn)号處理系(xi)統的增♈益(yì)及抗幹擾(rǎo)能力♈的☔測(cè)量下限的(de)核算: 式中(zhōng):Vmin2一基于信(xin)号處理系(xì)統增益及(ji)系統抗幹(gan)擾能力的(de)☁️流速下限(xiàn),m/s;C一常數,由(yóu)信号處理(lǐ)系統的增(zeng)益及抗幹(gàn)擾能力共(gong)同決定,各(gè)🐕産品存在(zài)明顯差異(yì);ρ一流體工(gong)況密度,kg/m3。 3.基(jī)于信号處(chù)理系統的(de)頻帶限制(zhi)導緻的流(liú)速測量下(xià)限Vmin3 信号系(xì)統的低端(duan)頻響限制(zhi),直接限制(zhi)測量下限(xian),常見産🐅品(pǐn)樣❓本分别(bie)給出各口(kǒu)徑規格在(zài)測量液體(ti)、氣👌體、蒸🔞汽(qi)時的流速(sù)下限,可😘直(zhí)接引用,但(dan)切不可與(yǔ)抗🔴幹擾能(néng)力确定🥵的(de)下限⁉️混淆(xiáo)。 4.基于抗震(zhèn)性能認證(zheng)指标及現(xiàn)場振動強(qiáng)度的流速(su)測量下限(xian)的核算 該(gai)方面導緻(zhi)的流速測(ce)量下限見(jiàn)式(3): 式中:Vmin4一(yī)基于抗震(zhèn)性能認證(zhèng)指标及現(xian)場管道振(zhèn)動🌈強度的(de)㊙️流速下限(xiàn),m/s;V0一認證時(shi)的流速下(xia)限,m/s;VIf一預計(jì)的現場管(guan)道🏃♀️振動幹(gàn)擾強度💋,g;ρ0一(yī)認證時的(de)流體工況(kuàng)密🍓度,kg/m3;VI0一認(ren)證的抗振(zhen)動幹擾強(qiang)度性能,g;ρ一(yi)現場流體(tǐ)工況密度(du),kg/m3。 二、渦街流(liu)量計測量(liang)上限的核(he)算 渦街流(liú)量計的測(ce)量上限,同(tong)時受限于(yu)信号處理(li)系統高端(duān)💰頻響☁️、渦街(jiē)發生體及(jí)傳感器的(de)結構承受(shòu)能✔️力、工藝(yì)要求的壓(yā)力損失極(jí)限。在流量(liàng)超過信号(hao)處🔴理系統(tǒng)⭕頻響範圍(wei)上限時,渦(wō)街流量計(jì)很可能出(chū)現流量越(yuè)大,指示越(yuè)小的“倒走(zou)”現象,産生(sheng)難于預測(cè)的誤差。在(zai)流量超出(chu)渦街發生(shēng)體及傳感(gǎn)器的結構(gou)承受能力(li)的上限⚽時(shí),易出現傳(chuan)感⭐器壽命(mìng)縮短,甚至(zhi)發生體或(huò)傳感器斷(duàn)裂的現象(xiàng),威脅下遊(you)設備的安(ān)全。 過高的(de)流速可能(neng)導緻壓力(lì)損失超過(guò)工藝要求(qiu)的限👄制,影(ying)響生産。流(liu)量計最高(gao)壓力損失(shī)計算可采(cai)用式(4)進行(háng): 式中:△P一流(liú)量計産生(shēng)的永久壓(yā)力損失,kPa;Cd一(yi).渦街流量(liàng)計🧑🏽🤝🧑🏻阻力👣系(xì)🐕數,由其結(jie)構決定;V一(yi)流體工況(kuàng)流速,通常(cháng)取最高流(liú)速,m/s;ρ流體工(gōng)況密度,kg/m3。 制(zhi)造商在産(chǎn)品樣本中(zhong)通常已給(gěi)出各口徑(jìng)規格流量(liàng)計對于液(yè)體、氣體、蒸(zheng)汽的測量(liang)上限流速(su),可直接采(cǎi)用。 三、其他(ta)需關注的(de)問題 1.在對(duì)氣體進行(háng)測量範圍(wei)核算時,切(qie)勿混淆工(gōng)況體積與(yǔ)标💔況體積(jī),以免核算(suàn)結果嚴重(zhòng)偏離,緻使(shi)流量計口(kǒu)徑規格選(xuǎn)擇錯誤。 2.大(da)口徑1低流(liú)速的應用(yòng)問題。由于(yú)K系數與渦(wo)街流量❌計(jì)流通🐪管内(nèi)徑成反比(bi),對于相同(tong)流速,呈現(xiàn)口徑規格(gé)越大,渦街(jie)頻率越低(di)的規律。在(zài)選用DN200及以(yi)上口徑規(guī)格的💞滿管(guǎn)式渦街流(liu)量計時,可(kě)能出現渦(wo)街頻率與(yu)流速波動(dòng)頻率相近(jìn)甚至相🚩同(tóng)的情形,緻(zhi)使渦街💛頻(pin)率難以正(zhèng)确識别,産(chǎn)生難以接(jie)受的測量(liang)誤差,這種(zhǒng)情形出現(xian)的📐概率随(sui)口徑規格(gé)的增大及(jí)流速的降(jiang)低而升高(gao),因此更易(yi)出💃🏻現在大(dà)口徑液體(ti)檢測的應(yīng)用之中,這(zhe)正是大多(duo)數制造商(shang)不生❗産DN300以(yi)上規格滿(man)管式渦街(jie)流量計的(de)原因。在🌈選(xuǎn)用DN300以上口(kǒu)徑滿管式(shì)渦街流量(liang)計時,應向(xiang)制造商了(le)解應用的(de)限制情♍況(kuang)。 四、結論 以(yǐ)上僅對渦(wo)街流量計(jì)選型過程(chéng)中,上/下限(xiàn)的核算提(ti)出了⭐基🔴本(běn)思路和方(fāng)法,在實際(jì)工程應用(yong)中,還.需要(yao)工🥵程技術(shu)人員對渦(wo)街流量計(ji)的精度、性(xing)價比、使用(yong)成本、安裝(zhuang)條件(包括(kuo)機械振動(dòng))以及技術(shù)支持等做(zuo)更深人的(de)分析。
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