蒸汽流量計(jì)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)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的流量?jī)x表。
 
蒸汽流量計(jì)原理
        在流體中設(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(duì)稱地排列。
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 (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 (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
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),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(jiàn),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)
圖2 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)下和工況下的絕對(duì)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)。
為了使用方便,電池供電的本地顯示型渦街流量計(jì)采用微功耗高新技術(shù),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。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(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。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、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。
在實(shí)際應(yīng)用中,往往最大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值,隨著負(fù)荷的變化,最小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的最佳工作段,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。
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