渦街蒸汽流量計是什么樣工作原理
在蒸汽流體中設(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,,這種旋渦稱為卡門旋渦,,如右圖所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列,。
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 (1)
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 (3)
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),,圖2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。由圖可見,,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)
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(xué)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,。
蒸汽渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計,。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽,、空氣、氣體,、水,、液體的工況體積流量,配備溫度,、壓力傳感器可測量標況體積流量和質(zhì)量流量,,是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
為提高蒸汽渦街流量計的耐高溫及抗振動性能,,我公司新近開發(fā)出了SKLUG改進型渦街流量傳感器,,因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用,。
在實際應(yīng)用中,,往往zui大流量遠低于儀表的上限值,隨著負荷的變化,,zui小流量又往往會低于儀表的下限值,,儀表并非工作在它的*工作段,為了解決這一問題,,通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,,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,,與渦街流量計作成一體,,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對工藝管直管段的要求,,安裝非常方便,。江蘇1895234儀表2008
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