渦街流量計(jì)的特點(diǎn)是選擇、使用渦街流量計(jì)的首要問(wèn)題?,F(xiàn)在其特點(diǎn)問(wèn)題分析如下:1)由于旋渦頻率與流體流速成線(xiàn)性的單值函數(shù)關(guān)系,若流量計(jì)的阻擋體幾何尺寸不變當(dāng)流體流動(dòng)狀態(tài)雷諾數(shù)Re>Rec臨界雷諾數(shù)的條件,旋渦頻率與介質(zhì)重度等物理參數(shù)無(wú)關(guān)這就使得渦街流量計(jì)能廣泛地應(yīng)用于不同流體流量的測(cè)量上,其儀表常數(shù)不變測(cè)量精度不變。2)渦街流量計(jì)原理基于卡門(mén)渦街定律,頻率的測(cè)量易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與智能化,使其測(cè)量精度大大的提高。渦街流量計(jì)的重復(fù)性誤差<0.%,非線(xiàn)性誤差<1%,如果我們用智能化二次儀表可將非線(xiàn)性誤差大大減少,能滿(mǎn)足于<Q.5%水乎。3)渦街流量計(jì)的擋體占流體流通面積很小,因此節(jié)流損失小,況且擋體固定不動(dòng)這樣儀表本身無(wú)可動(dòng)部件儀表維護(hù)量節(jié)能損耗很小,這又是其顯著特點(diǎn)。4)渦街流量計(jì)的測(cè)量范圍寬,即量程比一般可做到1:10,甚至于可達(dá)到1:20,這是其它儀表不易達(dá)到的水平。5)基于流束場(chǎng)理論,渦街產(chǎn)生必須在穩(wěn)定流束場(chǎng)內(nèi),因此渦街流量計(jì)同節(jié)流式流量計(jì)一樣必須有嚴(yán)格的直管段要求。渦街流量計(jì)是一種常用的流量測(cè)量?jī)x器,主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì),被廣泛用于多個(gè)行業(yè)中。這就使流量計(jì)要在嚴(yán)格的技術(shù)條件下進(jìn)行安裝這是使用好渦街流量計(jì)的關(guān)鍵6)單相流體是產(chǎn)生穩(wěn)定渦街的條件,渦街流量計(jì)不能測(cè)雙相流體即氣液、氣固、液固兩相流體的流量7)產(chǎn)生穩(wěn)定渦街條件需滿(mǎn)足Re要求,這樣就給高粘度物質(zhì)流體的流量測(cè)量帶來(lái)很大困難,因此不易測(cè)高粘度物質(zhì)的流量。8)由于應(yīng)力式渦街流量計(jì)測(cè)量渦街頻率基于旋渦的力學(xué)效應(yīng),鑒于敏感元件的力學(xué)靈敏度及放大器的信噪比性能的局限性給低密度的氣體,例如:氫氣流量測(cè)量會(huì)帶來(lái)很大難度,因此不易測(cè)低密度的氣體介質(zhì)流量。渦街流量計(jì)是速度式流量計(jì),測(cè)量的是工作狀態(tài)下的體積流量。如按體積流量選表,應(yīng)把客戶(hù)提供的質(zhì)量流量換算成工作狀態(tài)下的體積流量,再對(duì)照體積流量參數(shù)確定所選儀表的通徑。 渦街流量計(jì)測(cè)量過(guò)熱蒸汽和飽和蒸汽1、過(guò)熱蒸汽 蒸汽是比較特殊的介質(zhì),一般情況下所說(shuō)的蒸汽是指過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽是常見(jiàn)的動(dòng)力能源,常用來(lái)帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)或離心式壓縮機(jī)工作。過(guò)熱蒸汽是由飽和蒸汽加熱升溫獲得,其中含液滴或液霧,屬于實(shí)際氣體。過(guò)熱蒸汽的溫度與壓力參數(shù)是兩個(gè)獨(dú)立參數(shù),其密度應(yīng)由這兩個(gè)參數(shù)決定??捎蛇^(guò)熱蒸汽密度表查得。 渦街流量計(jì)測(cè)量過(guò)熱蒸汽在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送后,隨著工況(如溫度、壓力等)的變化,特別是在過(guò)熱度不高的情況下,會(huì)因?yàn)闊崃繐p失溫度降低而使其從過(guò)熱狀態(tài)進(jìn)入飽和或過(guò)飽和狀態(tài),轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽或帶有水滴的過(guò)飽和蒸汽。飽和蒸汽突然大幅度減壓,液體出現(xiàn)絕熱膨脹時(shí)也會(huì)轉(zhuǎn)變成為過(guò)熱蒸汽,這樣就形成汽液兩相流介質(zhì)。2、飽和蒸汽 渦街流量計(jì)測(cè)量未經(jīng)過(guò)熱處理的蒸汽稱(chēng)為飽和蒸汽。它是無(wú)色、無(wú)味、不能燃燒又無(wú)腐蝕性的氣體。飽和蒸汽中液滴或液霧的含量反映了蒸汽的質(zhì)量,一般用干度這一參數(shù)來(lái)表示。蒸汽的干度是指單位體積飽和蒸汽中干蒸汽所占的百分?jǐn)?shù)。 飽和蒸汽具有如下特點(diǎn):①飽和蒸汽的溫度與壓力之間一一對(duì)應(yīng),二者之間只有一個(gè)獨(dú)立變量。通過(guò)渦街流量計(jì)使用中存在的問(wèn)題,分析影響渦街流量計(jì)計(jì)量中幾種影響因素,找出解決問(wèn)題的辦法和改進(jìn)措施。②飽和蒸汽容易凝結(jié),在傳輸過(guò)程中如有熱量損失,并導(dǎo)致溫度與壓力的降低。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),飽和蒸汽或多或少都含有液滴或液霧的雙相流體,所以,不同狀態(tài)下不能用同一氣體狀態(tài)方程式來(lái)描述。③準(zhǔn)確計(jì)量飽和蒸汽流量比較困難,因?yàn)轱柡驼羝母啥入y以保證,一般流量計(jì)都不能準(zhǔn)確檢測(cè)雙相流體的流量,蒸汽壓力波動(dòng)將引起蒸汽密度的變化,渦街流量計(jì)示值產(chǎn)生附加誤差。所以在蒸汽計(jì)量中,必須設(shè)法保持渦街流量計(jì)測(cè)量點(diǎn)處蒸汽的干度以滿(mǎn)足要求,必要時(shí)還應(yīng)采取補(bǔ)償措施,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)量。
渦街流量計(jì)的測(cè)量原理
渦街流量計(jì)作為一種新型流量計(jì),20世紀(jì)80年代中期以來(lái)發(fā)展較快,它在流量測(cè)量方面有著諸多的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處,在現(xiàn)代流量測(cè)量中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在國(guó)內(nèi)使用渦街流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量也愈來(lái)愈得到重視,目前我國(guó)已有性能優(yōu)良并有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品系列。
渦街流量計(jì)的原理是在流量計(jì)管道中,設(shè)置一滯流件,當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時(shí),由于滯流件表面的滯流作用等原因,在其下游會(huì)產(chǎn)生兩列不對(duì)稱(chēng)的旋渦,這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開(kāi),形成所謂的卡門(mén)(Karman)旋渦列,兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的, 卡門(mén)從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度,L為兩個(gè)相臨旋渦間的距離)時(shí),旋渦列是穩(wěn)定的,在此情況下,產(chǎn)生旋渦的頻率f與流量計(jì)管道中流體流速υ的關(guān)系為:
式中 d———圓柱形滯流件的直徑;
υ———流體的流速,m/s;
s———無(wú)量綱常數(shù),稱(chēng)為Stroual數(shù),與流體流動(dòng)狀態(tài)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。
流量計(jì)圓截面管道的雷諾數(shù)Re為:
式中 ρ———流體的密度,kg/m3;
μ———流體的動(dòng)力粘度,(kg/m)/s;
其他符號(hào)意義同上。而流體的流量為:
式中 Q———管道流體的流量,m3/s;
A———管道斷面積,m2。
從上式可見(jiàn),渦街流量計(jì)選型設(shè)計(jì)完畢,流量Q不僅與f有關(guān),而且與雷諾數(shù)Re也有關(guān)。雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動(dòng)特性的一個(gè)無(wú)量綱數(shù),其物理意義是流體流動(dòng)的慣性力與粘滯力的比值。旋渦發(fā)生所產(chǎn)生的旋渦頻率需由感測(cè)器來(lái)測(cè)定,感測(cè)器獲得的信號(hào)經(jīng)放大、濾波zheng形等處理后得到代表渦街頻率的脈沖信號(hào),供單片機(jī)進(jìn)行處理和顯示。感測(cè)器分流體振蕩感測(cè)和壓力變化感測(cè)兩大類(lèi)。流體振蕩感測(cè)屬于接觸式,控測(cè)元件易受流體污染,但抗干擾能力強(qiáng);壓力變化感測(cè)屬于非接觸式,探測(cè)元件不易受流體污染,但易受振動(dòng)等因素的干擾。流體的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)渦街流量計(jì)的使用也有一定的影響。如果環(huán)境參數(shù)對(duì)流體流動(dòng)狀態(tài)有影響也會(huì)影響到渦街流量計(jì)的使用性能。渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽三種方式有:一、也是使用最為廣泛的,帶溫壓補(bǔ)償渦街流量計(jì)。