食品廠蒸汽計(jì)量表-江蘇天罡儀表有限公司

蒸汽計(jì)量表原理：

渦街流量計(jì)是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的流體振蕩式流量測(cè)量儀表,。在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)旋渦的分離頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān),，旋渦的頻率正比于流量,，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

渦街流量計(jì)所測(cè)量的是旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均速度u1,，而反映被測(cè)流量的是管道中的平均流速u,，它們之間的關(guān)系式為

式中：f為旋渦頻率，Hz,；Sr為斯特勞哈爾數(shù),；u1為發(fā)生體兩側(cè)的平均流速，m/s,；d為發(fā)生體迎流面的寬度,，m；u為被測(cè)介質(zhì)來流的平均流速,，m/s,；m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比，不可壓縮流體中,，由于流體密度ρ不變,，由連續(xù)性方程可得到m=u/u1。

由此可得體積流量為

  式中K為渦街流量計(jì)的儀表系數(shù),，1/m3,。

  從式（3）可見，渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)僅與其機(jī)械結(jié)構(gòu)和斯特勞哈爾數(shù)相關(guān),，與來流流量無關(guān),。而K又表征著渦街流量計(jì)的計(jì)量特性，在下文中,，重點(diǎn)分析在各種不同流體介質(zhì)條件下K的變化規(guī)律,。

2、理論分析與計(jì)算：

蒸汽對(duì)渦街流量計(jì)計(jì)量特性的影響主要有如下3個(gè)因素：首先從式（3）中可以看出,，影響K值大小的因素主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸D,、m,、d和斯特勞哈爾數(shù)Sr4個(gè)變量．從渦街流量計(jì)基本原理上分析，在不同流體介質(zhì)條件下,，機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化主要是由于溫度的變化帶來的熱脹冷縮引起,，其次不同流體可壓縮性的差異也會(huì)導(dǎo)致儀表系數(shù)的偏差。此外Sr受雷諾數(shù)的影響,，而雷諾數(shù)又受黏度的影響,，流體的不同帶來黏度的不同，根據(jù)相關(guān)的研究黏度對(duì)渦街流量計(jì)儀表系數(shù)的影響可以忽略,。下文主要分析前2個(gè)因素對(duì)蒸汽流量計(jì)的影響,。

2.1、溫度的影響：

對(duì)圖1所示發(fā)生體,，得到m的計(jì)算公式為

對(duì)流體流通面積而言,，可以把旋渦發(fā)生體看作為矩形（寬為d，長(zhǎng)為D,，見圖1）,，面積比為

將式（5）帶入式（3）中得

相關(guān)的研究表明，當(dāng)渦街流量計(jì)發(fā)生體為圖1所示形狀時(shí),，在d/D＝0.28時(shí),，產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度和旋渦的穩(wěn)定性，故取d/D＝0.28代入式（6）中得

由金屬材料的線性膨脹公式得

Dt=D20[1+α（t−20）] （8）

式中：Dt為殼體溫度為t的直徑,；D20為20℃時(shí)殼體的直徑；α為材料線性膨脹系數(shù),。

將式（8）帶入式（7）中得到由于溫度變化而引起的儀表系數(shù)的變化為

發(fā)生體和殼體為不銹鋼材質(zhì)（1Crl8Ni9Ti）,，在20～300℃時(shí)線性膨脹系數(shù)α為16.6×10-6，將α和不同溫度下的Kt帶入式（9）中得到數(shù)據(jù)如表1所示,。

在表1中,，Kt/K20表示溫度為t和20℃時(shí)儀表系數(shù)之比，表示溫度為t時(shí)儀表系數(shù)的相對(duì)變化量,，即由于蒸汽溫度的不同所引入的計(jì)量偏差,，由此計(jì)算分析可以看出溫度對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化引起對(duì)儀表系數(shù)K的影響，隨著溫度的升高,，造成的計(jì)量偏差也越來越大,。

目前市場(chǎng)上測(cè)量蒸汽流量計(jì)有一體式蒸汽流量計(jì)，和分體式蒸汽流量計(jì),，一體式蒸汽流量計(jì)是不需要接線的,，那么分體式現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)計(jì)到接線要求，下面我們首先介紹一下分體式蒸汽流量計(jì)的性能工作原理和接線要求：

蒸汽流量計(jì)一般都是三線制脈沖輸出,，我們用蒸汽流量計(jì)24V+接AK-2100的流量積算儀的19號(hào)端子,，用蒸汽流量計(jì)24V-接AK-2100的流量積算儀的3號(hào)端子,，蒸汽流量計(jì)脈沖輸出端子接AK-2100的流量積算儀的2號(hào)端子，然后3和20號(hào)端子串聯(lián),。

上列圖片是壓力傳感器接線示意圖,，壓力變送器的24V+接AK-2100的流量積算儀6號(hào)端子，壓力變送器24V-接AK-2100的流量積算儀19號(hào)端子,，AK-2100的流量積算儀7和20號(hào)端子串聯(lián),。

這個(gè)圖片接線示意圖是溫度傳感器的接線示意圖，一般溫度傳感器是三線制,，其中溫度傳感器紅色端子接2100的流量積算儀10號(hào)端子,，溫度傳感器剩余2個(gè)白色端子接-2100的流量積算儀10和11號(hào)端子即可。

蒸汽流量計(jì)的安裝要求與注意事項(xiàng)：

1．對(duì)的要求
Ÿ  流量計(jì)裝在室內(nèi),，必須安裝在室外時(shí)應(yīng)有防潮和防曬措施,。                 
Ÿ  流量計(jì)應(yīng)避免安裝在有強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾、空間小和維修不方便的場(chǎng)合,。
Ÿ  流量計(jì)應(yīng)避免安裝在溫度較高,、受設(shè)備熱輻射或含有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，若必須安裝
時(shí),須有隔熱通風(fēng)措施,。
2．對(duì)直管段的要求
為了保證準(zhǔn)確的測(cè)量,，流量計(jì)的上游必須有足夠長(zhǎng)的直管段，上游流動(dòng)分布盡可能不受干擾,，如果有控制和節(jié)流裝置裝在下游,。直管段長(zhǎng)度用管道內(nèi)徑D的倍數(shù)來表示，上下游zui小的直管段要求如下：
Ÿ 上游：10D （10倍口徑）
Ÿ 下游：5D  （5倍口徑）
如果流量計(jì)的上游有彎頭,、縮徑,、擴(kuò)徑、等情形,，則需要更長(zhǎng)的直管段,，具體情況（如圖6所示）。
0.98D ≤ DN ≤1.05D

式中：D為流量計(jì)的內(nèi)徑
          DN 配管內(nèi)徑
配管應(yīng)與流量計(jì)同心,同軸偏差應(yīng)不大于0.05 DN,。
4．對(duì)管道振動(dòng)的處理
流量計(jì)應(yīng)避免安裝在有機(jī)械振動(dòng)的管道上,，若不得已要安裝時(shí)，必須采取減振措施,，可加裝軟管過渡,，或者在流量計(jì)上下游2D處加裝管道固定支撐點(diǎn)并加防震墊。
5．流量計(jì)的安裝
Ÿ  按開口尺寸的要求在管道上開口,，且使開口的位置滿足直管段的要求,。
Ÿ  將連接上法蘭的整套流量計(jì)放入開好口的管道中。
Ÿ  對(duì)法蘭與管道進(jìn)行點(diǎn)焊定位。
Ÿ  將流量計(jì)取下,，把法蘭按要求焊接好,，并清理管道內(nèi)所有凸出部分。
Ÿ  在法蘭的內(nèi)槽內(nèi)裝上與管道通徑相同的密封墊圈,，將流量計(jì)裝入法蘭中,，流量計(jì)的流向標(biāo)應(yīng)與流體方向相同，然后用螺栓緊固好,。
6．鉑電阻和壓力變送器的安裝
Ÿ  如果被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償時(shí)（如蒸汽,、壓縮空氣），則需要加裝PT100鉑電阻和壓力變送器,。
Ÿ  PT100鉑電阻應(yīng)安裝在流量計(jì)下游4~8D處（如圖7所示）,，在選好的位置上開一個(gè)25mm圓孔，把鉑電阻底座垂直或傾斜焊在開好的圓孔上,，把鉑電阻裝在底座上并確保密封可靠無泄露,。
Ÿ  壓力變送器應(yīng)安裝在流量計(jì)下游3~5D處（如圖7所示），開孔的位置應(yīng)使彎管裝好后垂直地面,。在選好的位置上開一個(gè)20mm圓孔,，把彎管的一頭垂直焊在開好的圓孔上，把配套閥門擰在彎管的另一頭上,，閥門的上端裝上壓力變送器,，閥門的兩端應(yīng)密封可靠確保無泄露。如果測(cè)量高溫介質(zhì)應(yīng)提前把彎管灌上水,，防止因溫度過高損傷壓力變送器,。
7．注意事項(xiàng)
Ÿ  法蘭與管道點(diǎn)焊定位后應(yīng)卸下流量計(jì)，不能帶著流量計(jì)焊接,。
Ÿ  渦街流量計(jì)可以測(cè)量液體,、氣體和蒸汽，但不同介質(zhì)之間不通用,；同種介質(zhì)又分為低溫、高溫和特高溫三種規(guī)格,，不同溫度之間也不通用,。
Ÿ  當(dāng)測(cè)量液體時(shí)必須保證管道內(nèi)充滿液體，因此介質(zhì)流向應(yīng)是自下而上的,。
Ÿ  流量計(jì)可以在沿管道軸線垂直方向上360度任意安裝,。安裝方式：低溫介質(zhì)表?xiàng)U垂直地面安裝；高溫介質(zhì)表?xiàng)U平行地面安裝,。
Ÿ  流量計(jì)應(yīng)盡量避免安裝在架空較長(zhǎng)的管道上,，由于管道的下垂容易造成流量計(jì)與法蘭間的密封泄漏。若必須安裝時(shí)，須在流量計(jì)的上下游2D處分別設(shè)置管道支撐點(diǎn),。
Ÿ  在測(cè)量蒸汽的管道中,，為了防止轉(zhuǎn)換器溫度過高，儀表連接桿至少一半不要保溫,。
Ÿ  為了方便觀察和接線,，流量計(jì)的表頭在原有的位置上可進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，在調(diào)整好位置后,，把鎖緊螺母擰緊即可,。為了防止水汽從鎖緊螺母處進(jìn)入殼體，必要時(shí)須用防水把瑣緊螺母纏繞密封好,。
Ÿ  連接流量計(jì)的屏蔽走向,，應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)有電磁場(chǎng)干擾的場(chǎng)合，不允許與高壓電纜一起敷設(shè),。屏蔽線應(yīng)盡量縮短,，且不得盤卷，以減少分布電感,，zui大長(zhǎng)度不超過500米,。
Ÿ  接線時(shí)先擰開表殼后蓋，將信號(hào)線從防水接頭送入,。按照接線圖示正確接線,。將防水接頭擰緊，并保證線纜在進(jìn)入防水接頭之前必須向下壓彎,，以確保水不會(huì)順著線纜進(jìn)入殼體內(nèi)

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