渦街流量(liang)計
主要用(yòng)于工業管(guan)道介質流(liú)體的流量(liang)測量,如氣(qi)體、液體、蒸(zhēng)氣等多種(zhǒng)介質。其特(te)點是壓力(li)損失小,量(liang)程範圍大(da),精度佳,在(zài)測量工況(kuàng)體積流量(liàng)時幾乎不(bú)受流體密(mi)度、壓力、溫(wēn)度、粘度等(deng)參🌈數的影(yǐng)響。無可動(dong)機械零件(jian),因此可靠(kào)性高,維護(hù)量🔴小。儀表(biǎo)參數能長(zhang)期穩定。渦(wō)街流量計(ji)采用壓🔞電(dian)應力式傳(chuán)感器,可靠(kao)性🌐高,可在(zài)-20e~+250e的工作溫(wēn)度範圍内(nèi)工☔作。有模(mo)拟标準信(xìn)号,也有數(shù)字脈沖信(xìn)💜号輸出,容(rong)易與計算(suan)機等數字(zì)系統配套(tao)使用,是一(yī)種理想的(de)計量儀器(qi)。筆者從事(shì)計🏃♂️量工作(zuò)多年,總結(jie)出渦街流(liú)量計在實(shi)際計量過(guo)程❄️中的一(yi)些經驗,希(xī)✂️望能與同(tóng)行進行探(tàn)讨。
1 影響因(yīn)素
渦街流(liu)量計的工(gong)作原理是(shi)在流體中(zhōng)設置旋渦(wo)發生😘體,從(cóng)而發生體(ti)兩側交替(tì)地産生有(you)規則的旋(xuan)渦,旋渦列(lie)在旋渦發(fā)生🧑🏽🤝🧑🏻體下遊(yóu)非對稱地(dì)排列,産生(shēng)一📐定的頻(pin)率,通過☂️公(gōng)式f=St*v/(1-1127d/D)*d,(St爲☎️斯特(tè)勞🈲哈爾數(shù),爲無量綱(gāng)數,與旋渦(wō)發生體及(jí)雷諾數有(you)關;v爲流速(su);d爲發生體(ti)迎🔆面寬度(du);D爲公稱通(tong)徑)即可得(dé)出流速。
一(yi)般的來說(shuō),渦街流量(liàng)計輸出信(xìn)号(頻率)不(bu)受流體物(wù)性🧑🏾🤝🧑🏼和組分(fen)變化的影(yǐng)響,是指儀(yí)表系數僅(jin)與旋渦‼️發(fā)生體形狀(zhuàng)和尺寸以(yi)及雷諾數(shu)有關。它的(de)優點是:結(jie)構簡🧡單牢(lao)固,安裝維(wéi)護方便;适(shi)用多💘種類(lèi)流體,液、氣(qì)、蒸汽及部(bù)分混合相(xiàng)皆适用;精(jīng)度較高,一(yi)般達?1%R左右(yòu);流量範圍(wei)⭐寬,可達10:1或(huo)20:1或更大;壓(ya)頭損失小(xiao);無零點飄(piāo)移;價格相(xiang)對便宜;缺(que)點是:不适(shi)于低雷諾(nuò)數Re<20000的情況(kuang),對高粘度(du)、低流🧑🏾🤝🧑🏼速、小(xiǎo)口徑的使(shi)用有限制(zhi);對環境的(de)要求較高(gāo),應盡量杜(dù)絕有振動(dòng)的場所,且(qiě)上遊側需(xu)要有較長(zhǎng)的直管段(duan);儀表系數(shù)較低,口徑(jìng)愈大愈⭕低(di)。信号分辨(bian)率降低,故(gù)口徑不宜(yí)過大,一♋般(ban)應用于⁉️DN15~DN300。渦(wō)街流量計(jì)在測量飽(bao)和蒸汽(以(yǐ)飽和蒸汽(qi)爲例)質量(liang)流量時,因(yin)壓力波動(dong)、幹👨❤️👨度變化(huà)、振動、差壓(ya)過大等😍因(yīn)素影響着(zhe)渦街流量(liàng)計正确的(de)🌍計量。
2 存在(zài)的問題分(fèn)析
工業現(xiàn)場常用質(zhi)量流量作(zuò)爲測量蒸(zhēng)汽的流量(liang)的依🌈據🧑🏽🤝🧑🏻,公(gong)式如下:
Qm=Qvρ
式(shì)中: ρ流體的(de)密度,kg/m3;
Qm質量(liang)流量,kg/h;
Qv體積(ji)流量,m3/h。
由上(shang)式可知,質(zhi)量流量與(yu)密度有關(guan),也就受壓(ya)力、溫度、流(liu)體種類、幹(gan)度、流速等(děng)因素的影(ying)響,這幾種(zhong)因素直接(jie)影響流量(liàng)值的正确(què)測量。
2.1 幹度(dù)變化
渦街(jiē)流量計在(zài)測量飽和(he)蒸汽時,要(yào)求飽和蒸(zhēng)汽幹🔞度不(bu)低于💃🏻85%。但現(xiàn)場實際情(qíng)況時飽和(hé)蒸汽幹度(dù)在鍋爐内(nèi)就小于100%,而(ér)📞經管道傳(chuán)送一段距(jù)離後,會出(chū)現幹度低(di)于85%現象,它(ta)使測量值(zhí)下降。
2.2 壓力(lì)變化大
在(zài)工業現場(chang)壓力經常(cháng)發生波動(dong),壓力波動(dong)則影響飽(bǎo)☂️和👅蒸♋汽密(mi)度。在壓力(li)低于或高(gāo)于标定值(zhí)時,直接影(yǐng)響質量流(liú)量🌈值偏🌏高(gāo)或偏低。
2.3 管(guǎn)道及流量(liang)計振動
管(guǎn)道及流量(liang)計加固不(bú)好,或流量(liàng)計靠近電(diàn)動機。當電(dian)🤟機工🛀作産(chǎn)生振動時(shi),通過地闆(pǎn)或牆體傳(chuán)到與其固(gu)定的蒸汽(qi)管道上💘,振(zhen)動🐇會對渦(wo)街流量計(jì)産生幹擾(rao),使流‼️量計(jì)測量值偏(piān)高或造成(cheng)流量誤判(pan)斷。
2.4 流量計(ji)出口側通(tong)向大氣
在(zai)渦街流量(liang)計出口側(ce)通向大氣(qì),會出現前(qian)後壓差🈚過(guo)🔴大現象💘,這(zhe)會導緻流(liu)速達到上(shang)限,因此不(bú)能正确♋反(fan)映流量變(biàn)化。
2.5 流量計(jì)前後直管(guan)段安裝不(bú)符合要求(qiú)
渦街流量(liang)計對安裝(zhuang)在其前後(hou)直管段有(you)一定要求(qiu),如不符合(hé)要求,便會(huì)影響卡門(men)渦街的正(zheng)确形成,從(cong)而影響飽(bao)和蒸汽的(de)🏃🏻測量值。如(ru)LUGB-2310型渦街流(liu)量計要求(qiú)🏃♂️在管道💜上(shang)遊安裝一(yi)個彎頭時(shí)⛹🏻♀️,應在渦街(jie)流量計的(de)上遊側配(pèi)🏒置長度爲(wèi)⚽大于等于(yu)20D(D爲流量計(jì)💜公稱通徑(jing)❤️)的直管段(duàn),下遊側配(pèi)置長度爲(wèi)大于等于(yú)5D的直管段(duan)👈。
3 問題的解(jiě)決方法
3.1 幹(gan)度低于85%
當(dāng)飽和蒸汽(qi)幹度變化(huà)較大且低(di)于85%時,應在(zài)流量計🐆出(chū)口側7D~8D處安(an)⭐裝一濕度(dù)變送器,并(bing)根據可測(cè)數據按下(xia)式進行⁉️修(xiū)正:
V=XVg+(1-X)Vf
式中:V--濕(shī)蒸汽比容(róng),m3/kg;
X--幹度,%;
Vg--飽和(he)蒸汽的比(bǐ)容,m3/kg;
Vf--水的比(bǐ)容,m3/kg;
(1-X)--濕度,%。
将(jiang)處理後的(de)濕蒸汽比(bi)容參與質(zhì)量流量的(de)計算可👅得(de)⭕到正🏃🏻确的(de)數據。現在(zài)市場上的(de)智能流量(liàng)積算儀,一(yi)般隻能實(shi)現壓力補(bǔ)償無幹度(dù)補償,一旦(dàn)遇到幹度(du)低于85%的蒸(zheng)汽(飽和)時(shi)則不能正(zhèng)确反映質(zhì)量流量值(zhí)。最好采用(yòng)既能對🔞壓(ya)力補償又(you)能對幹度(dù)補償的智(zhi)能流量顯(xian)示儀。
3.2 波動(dong)的壓力
如(rú)上所述,由(yóu)于飽和蒸(zhēng)汽對壓力(lì)、溫度、密度(du)之間有一(yi)定的🔞對應(yīng)關系,因此(ci),隻需根據(jù)壓力變化(hua)情況對所(suǒ)測流量密(mì)度進行修(xiu)正(如查表(biǎo)分段補償(chang)法等),則可(ke)以得到較(jiào)爲正确的(de)測量值。
3.3 管(guǎn)道及流量(liang)計振動
對(duì)于管道及(ji)流量計産(chǎn)生振動,應(yīng)立即采取(qǔ)加固措施(shī),嚴格按🐅要(yào)求施工。若(ruo)不得已要(yao)安裝在振(zhèn)動較強♈的(de)管道上,必(bì)須采取減(jian)振措施,在(zai)傳感器的(de)上下遊2D處(chù)分别設置(zhi)管道緊固(gù)裝置,并🌏加(jia)防振墊。特(tè)别注意:在(zài)空壓機出(chū)口處振動(dòng)較強,不能(néng)安裝傳💞感(gǎn)器,應安‼️裝(zhuāng)在儲氣罐(guan)之後。
3.4 流量(liang)計出口側(ce)通向大氣(qi)
渦街流量(liàng)計出口側(cè)直接通向(xiang)大氣,容易(yì)産生流速(sù)達到🙇🏻上✏️限(xiàn)值,這是由(yóu)于前後壓(yā)差過大造(zào)成的。此時(shí),渦街流量(liàng)計因輸出(chū)⁉️模拟信号(hào)(4~20)mA或脈沖信(xìn)号超限,因(yin)此,系統不(bu)能正确反(fan)映測量值(zhi)🐇。爲此,應嚴(yan)格限制飽(bao)🧡和蒸汽流(liú)速使之低(dī)于上限,或(huò)🐆在上遊側(cè)前面加整(zheng)流器。在條(tiao)件允許的(de)情況下也(ye)可采用提(ti)高背壓的(de)♍方法。
3.5 直管(guan)段安裝不(bu)符合要求(qiú)
對于直管(guǎn)段的安裝(zhuāng)一定要嚴(yán)格按照規(gui)範執行,不(bu)能因爲環(huan)境條件不(bu)允許或者(zhe)施工方便(biàn)随便安裝(zhuang)流量計,這(zhè)樣才能保(bao)證渦街流(liú)量計的正(zhèng)确計量。此(ci)外,對流量(liàng)計應定期(qi)檢查校驗(yan),并确保直(zhí)流電壓源(yuán)爲24V,最低也(yě)不能不小(xiǎo)于21V。
4 結束語(yu)
以上幾點(diǎn)問題和解(jie)決對策是(shì)筆者在現(xiàn)場工作中(zhōng)💁的🏃🏻實踐經(jing)🐪驗👣,渦街流(liu)量計在使(shi)用過程中(zhōng)影響測量(liàng)值的原因(yin)大部分都(dou)來自于這(zhè)些問題,而(ér)且對這些(xiē)問題的解(jiě)決方法效(xiao)果🤩都比較(jiào)明顯。在使(shi)用中應特(te)别重視幹(gan)度、壓力波(bo)動、流量計(ji)出口側通(tōng)大氣這些(xie)✉️問題。而管(guan)道⁉️振動、直(zhi)管段✔️等在(zài)一般說明(ming)書均有較(jiao)爲詳細介(jie)紹和規定(dìng)。建議在選(xuǎn)用渦街流(liu)量計測量(liàng)🔞流量時,最(zuì)好采用有(you)壓力、溫度(du)、流體🔴種類(lèi)、幹度及流(liu)速補償的(de)渦街流量(liàng)🌏計,以達到(dào)計量正确(que)。
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