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河南新航流量?jī)x表有限公司

專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)研發(fā): 電磁流量計(jì)、氣體流量計(jì)、渦街流量計(jì)、浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、液位計(jì)、節(jié)流裝置等

一、工作原理

　　在液體流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)旋渦，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱(chēng)地排列。蒸汽流量計(jì)便是依據(jù)卡門(mén)旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。

　　為提高液體流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開(kāi)發(fā)出了HNLUG改進(jìn)型蒸汽渦街流量傳感器，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。在實(shí)際應(yīng)用中，往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，zui小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，為了解決這一問(wèn)題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計(jì)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求，安裝非常方便。為了使用方便，電池供電的就地顯示型蒸汽流量計(jì)采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購(gòu)安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。蒸汽流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。蒸汽流量計(jì)帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。

二、安裝要求

　　(1)節(jié)流件前后的直管段必須是直的‚不得有肉眼可見(jiàn)的彎曲。

　　(2)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)為保證流體的流動(dòng)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(duì)稱(chēng)形‚所以 1)直管段必須是圓的‚而且對(duì)節(jié)流件前2D范圍‚其圓度要求其甚為嚴(yán)格‚并且有一定的圓度指標(biāo)。具體衡量方法：(A)節(jié)流件前OD‚D/2‚D‚2D4個(gè)垂直管截面上‚以大至相等的角距離至少分別測(cè)量4個(gè)管道內(nèi)徑單測(cè)值‚取平均值D。任意內(nèi)徑單測(cè)量值與平均值之差不得超過(guò)±0.3% (B)在節(jié)流件后‚在OD和2D位置用上述方法測(cè)得8個(gè)內(nèi)徑單測(cè)值‚任意單測(cè)值與D比較‚其zui大偏差不得超過(guò)±2% 2)節(jié)流件前后要求一段足夠長(zhǎng)的直管段‚這段足夠長(zhǎng)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(zhǎng)度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不論實(shí)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(kāi)空間或直徑≥2D大容器時(shí)‚則敞開(kāi)空間或大容器與節(jié)流件之間的直管長(zhǎng)不得小于30D(15D)。若節(jié)流件和敞開(kāi)空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時(shí)‚則除在節(jié)流件與局部阻力件之間設(shè)有附合規(guī)定的zui小直管段長(zhǎng)1外‚從敞開(kāi)空間到節(jié)流件之間的直管段總長(zhǎng)也不得小于30D(15D)。

　　蒸汽流量計(jì)適用于飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、壓縮空氣、混和非易燃易爆氣體和熱水的工業(yè)計(jì)量‚對(duì)上述流體的流量測(cè)量、顯示、計(jì)量及生產(chǎn)過(guò)程的在線自動(dòng)控制等用途均可采用。

三、計(jì)算公式

　　設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)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(jì)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(wú)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(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；

　　Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；

　　Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。

　　由上式可見(jiàn)，VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)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(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。

四、注意事項(xiàng)

　　在計(jì)量液體時(shí)，務(wù)必使流量計(jì)傳感器始終*充滿(mǎn)介質(zhì)，無(wú)夾帶氣體。^[2]

　　在儀表上下游提供足夠的直管段并確保非彎曲的對(duì)稱(chēng)外形。盡可能在儀表下游安裝閥門(mén)。

　　豎直安裝通常是優(yōu)先選擇的，向上游動(dòng)的流體能確保儀表總是滿(mǎn)管，且介質(zhì)中的固態(tài)成分能夠均勻分布。

　　如有可能產(chǎn)生氣泡，應(yīng)提供氣體分離器。

　　在易于振動(dòng)的長(zhǎng)管路中進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)的上下游安裝消除器。