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蒸汽涡街流量计的工作原理

日期:2019-03-20 09:57
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摘要:
蒸汽涡街流量数测试计工作原理
  在蒸汽流体中设置三角柱型旋涡产生体,则从旋涡产生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,旋涡列在旋涡产生体下游非对称地排列。
   蒸汽涡街流量数测试计的旋涡产生频率为f,被测介质平均流速为 ,旋涡产生体迎流面宽度为d,表体通径为D,可得到以下关系式:f=SrU1/d=SrU/md
(1)式中U1--旋涡产生体两侧平均流速,m/s;Sr--斯特劳哈尔数; m--旋涡产生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比 ;管道内体积流量数qv为:qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr
(2)K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1
(3)式中 K--流量数测试计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。K除与旋涡产生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡产生体形状及雷诺数有关,为圆柱状旋涡产生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当量测气体流量数时,VSF的流量数测试计算式为
(4)式中 qVn,qV--分别为标准状态下(0oC或20oC,101.325kPa)和工况下的体积流量数,m3/h;    Pn,P--分别为标准状态下和工况下的优良压力,Pa;
   Tn,T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,
     KZn,Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。
   由上式可见,VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡产生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量数测试计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量数,这时流量数测试计的输出信号应同时监测体积流量数和流体密度,流体物性和组分对流量数测试计量还是有直接影响的。
   蒸汽涡街流量数测试计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量数量测的新型流量数测试计。它的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接量测蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量数,配备温度、压力传感器可量测标况体积流量数和质量流量数,是节流式流量数测试计的理想替代产品。为提高蒸汽涡街流量数测试计的耐高温及抗振动性能,我公司新近开发出了SKLUG改进型涡街流量数传感器,因其独特的结构和选材使该传感器可在高温(350℃)、强振动(≤1g)的恶劣工况下使用。
   往往*大流量数远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,*小流量数又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的*佳工作段,为了解决这一问题,通常采用在量测处缩径提高量测处的流速,并选用较小口径的仪表以利于仪表的量测,但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流,使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器,具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与涡街流量数测试计作成一体,不仅不需要另外附加一段直管段,还可以降低对工艺管直管段的要求,安装非常方便。
   电池供电的就地显示型蒸汽涡街流量数测试计采用微功耗高新技术,采用锂电池供电可不间断运行一年以上,节省了电缆和显示仪表的采购安装费用,可就地显示瞬时流量数、累积流量数等。温度补偿一体型涡街流量数测试计还带有温度传感器,可以直接量测出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量数。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,用于气体流量数量测可直接量测出气体介质的温度和压力,从而显示气体的标况体积流量数。

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