一、石油渦街流量計工作原理
HT恒通LUGB型石油渦街流量計是以卡門和斯特羅哈爾有關(guān)旋渦的產(chǎn)生和流量關(guān)系的理論為依據(jù)來測量蒸汽，氣體及低粘度液體的流量。如圖-所示，在表體中垂直插入一根三角柱即旋渦的發(fā)生體，當表體中有介質(zhì)流過時，在三角柱的后面交替產(chǎn)生方向相反有規(guī)律的卡門旋渦，其旋渦的分離頻率F與介質(zhì)的流動速度V成正比。恒通渦街流量計（法蘭夾裝渦街流量計、卡箍式渦街流量計、衛(wèi)生型渦街流量計、溫壓補償渦街流量計、一體化渦街流量計、分體式渦街流量計、智能型渦街流量計、蒸汽渦街流量計）通過傳感頭檢測出旋渦的個數(shù)，就可以測算出流體流速，再根據(jù)表體口徑計算出被測介質(zhì)的體積流量。
計算公式如下：
F=Sr*V/(1-1.27*d/D)……………………………公式1
Q=3600*F/K……………………………………………公式2
M=Q*p…………………………………………公式3
F…..液體流過渦街三角柱產(chǎn)生的渦旋頻率（單位：Hz）
Sr…斯特羅哈爾數(shù)（單位：無量綱）
V…….管道內(nèi)流體流速（單位：m/s）
d…….渦街表體內(nèi)三角柱寬度（單位：m）
D…….渦街表體內(nèi)徑（單位：m）
Q……..瞬時體積流量（單位：m3/h）
K………渦街的儀表系數(shù)（單位：脈沖個數(shù)/立方米）
M………瞬時質(zhì)量流量（單位: kg/h）
p………流體密度（單位：kg/ m3）
不同口徑的渦街流量傳感器，儀表系數(shù)K值是不同的，其具體數(shù)值是通過流量標定裝置實際標定得到的。意義為每立方米產(chǎn)生的脈沖數(shù)。即流過一立方米流體三角柱一側(cè)所產(chǎn)生的旋渦個數(shù)。
二、石油渦街流量計技術(shù)參數(shù)
◆測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100···
◆公稱壓力：1.6MPa2.5MPa4.0 MPa及以上
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s
◆正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2； 蒸氣流量范圍見表3
◆測量精度 1.0級 1.5級
◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃
◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃，-40℃~350℃
◆壓力損失：阻力系數(shù)CD≤2.4
◆脈沖電流遠傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃
◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金
◆電源供電電源：12~24VDC或鋰電池3.6V
◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6
◆防護等級 IP65
三、石油渦街流量計安裝要求
(1)渦街流量計節(jié)流件前后的直管段必須是直的?不得有肉眼可見的彎曲。
(2)渦街流量計安裝節(jié)流件用得直管段應(yīng)該是光滑的?如不光滑?流量系數(shù)應(yīng)乘以粗糙度修正稀疏。
(3)渦街流量計為保證流體的流動在節(jié)流件前1D出形成充分發(fā)展的紊流速度分布?而且使這種分布成均勻的軸對稱形?所以 1)直管段必須是圓的?而且對節(jié)流件前2D范圍?其圓度要求其甚為嚴格?并且有一定的圓度指標。具體衡量方法：(A)節(jié)流件前OD?D/2?D?2D4個垂直管截面上?以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內(nèi)徑單測值?取平均值D。任意內(nèi)徑單測量值與平均值之差不得超過±0.3% (B)在節(jié)流件后?在OD和2D位置用上述方法測得8個內(nèi)徑單測值?任意單測值與D比較?其Z大偏差不得超過±2% 2)節(jié)流件前后要求一段足夠長的直管段?這段足夠長的直管段和節(jié)流件前的局部阻力件形式有關(guān)和直徑比β有關(guān)。[1]
(4)節(jié)流件上游側(cè)*阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不論實際β值是多少)取所列數(shù)值的1/2 (5)節(jié)流件上游側(cè)為敞開空間或直徑≥2D大容器時?則敞開空間或大容器與節(jié)流件之間的直管長不得小于30D(15D)。若節(jié)流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時?則除在節(jié)流件與局部阻力件之間設(shè)有附合規(guī)定的Z小直管段長1外從敞開空間到節(jié)流件之間的直管段總長也不得小于30D(15D)。
渦街流量計適用于飽和渦街、過熱渦街、壓縮空氣、混和非易燃易爆氣體和熱水的工業(yè)計量?對上述流體的流量測量、顯示、計量及生產(chǎn)過程的在線自動控制等用途均可采用。
四、石油渦街流量計 計算公式
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)平均流速為，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：
f=SrU1/d=SrU/md
式中U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數(shù)；
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1
式中K--流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為(4)
斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線式中qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度，K；
Zn，Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(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)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
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濟寧恒通儀表測控技術(shù)有限公司
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