1、渦街流(liu)量(liang)計測量(liang)原理

渦(wo)街(jie)流(liu)(liu)(liu)量計是(shi)基于(yu)卡門(men)渦(wo)街(jie)原理制成的(de)一(yi)種流(liu)(liu)(liu)體(ti)振蕩性(xing)流(liu)(liu)(liu)量計。即在(zai)流(liu)(liu)(liu)動(dong)的(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)中放置一(yi)個非(fei)流(liu)(liu)(liu)線型的(de)對稱形狀的(de)物體(ti)(渦(wo)街(jie)流(liu)(liu)(liu)量傳感器中稱之為漩渦(wo)發生體(ti)),就會在(zai)其下流(liu)(liu)(liu)兩側產生兩列(lie)有規律(lv)的(de)漩渦(wo)即卡門(men)渦(wo)街(jie),其漩渦(wo)率正(zheng)比于(yu)來流(liu)(liu)(liu)速度:

F=Stu /d          （1）

式中F-渦街頻率

d-漩(xuan)渦發生(sheng)體寬度

u-來流速度

St-斯特勞哈(ha)爾(er)數

St的(de)值與漩渦發生體寬(kuan)度(du)d和雷(lei)諾數(shu)Re有(you)關。當雷(lei)諾數(shu)Re<2×10的(de)4次(ci)方情況下,St為變數(shu):

當Re在2×10的(de)(de)(de)(de)(de)4次方~7×10的(de)(de)(de)(de)(de)6次方的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)內,S值基本(ben)上(shang)保持不變(bian),這段范(fan)圍(wei)為(wei)流量計的(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)測(ce)量范(fan)圍(wei)。式(1)表明(ming),當d和S.為(wei)定值時,漩渦產生的(de)(de)(de)(de)(de)頻率F與流體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均(jun)流速(su)(su)u成正比,由(you)于渦街(jie)(jie)傳(chuan)感器(qi)所測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)并不是平(ping)均(jun)流速(su)(su),而(er)大約是漩渦發(fa)生體(ti)兩側的(de)(de)(de)(de)(de)流速(su)(su)。對于湍流狀態,不同的(de)(de)(de)(de)(de)雷諾數(shu)下,流速(su)(su)分(fen)布(bu)規律是不同的(de)(de)(de)(de)(de)。即不同的(de)(de)(de)(de)(de)流速(su)(su)下具有不同的(de)(de)(de)(de)(de)流速(su)(su)分(fen)布(bu),進而(er)說明(ming)了渦街(jie)(jie)流量傳(chuan)感器(qi)檢測(ce)到的(de)(de)(de)(de)(de)主要反映漩渦發(fa)生體(ti)兩側的(de)(de)(de)(de)(de)流速(su)(su)與管道平(ping)均(jun)流速(su)(su)的(de)(de)(de)(de)(de)關系不是口隹一確定的(de)(de)(de)(de)(de)。這說明(ming)渦街(jie)(jie)流量傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)非線(xian)性(xing)誤差是其檢測(ce)機理所決定的(de)(de)(de)(de)(de)。

2、渦街流量計(ji)在我廠的(de)應用實例(li)

在動力部(bu)制氧出(chu)(chu)口(kou)富(fu)氧量(liang)(liang)計(ji)量(liang)(liang)、焦(jiao)化廠用氮氣計(ji)量(liang)(liang)采用了渦街流(liu)量(liang)(liang)計(ji)。下(xia)面以(yi)制氧出(chu)(chu)口(kou)富(fu)氧量(liang)(liang)計(ji)量(liang)(liang)講(jiang)述渦街流(liu)量(liang)(liang)計(ji)的(de)選型(xing)及注意事(shi)項。

①工藝參數:被(bei)測介質(zhi):氧氣工作壓力:1.6MPa(表(biao)壓)工作溫度(du):30℃被(bei)測流(liu)體流(liu)量:Q20max=6000Nm3/hQ20com4000nm3/hQmin=500NM3/h管道內徑:D=150當地平均(jun)大氣壓:0.1MPa

管道(dao)材質:A3碳鋼

②設計(ji)計(ji)算:T1=273.15+30=303.15K

P=1.6+0.1=1.7MPa工作(zuo)狀態下氧氣壓縮系數:Z=0.994≈1。

對照渦街流量(liang)(liang)計產(chan)品選型樣本對于50A(口徑為(wei)50的(de)渦街流量(liang)(liang)計):

相對(dui)應Qmin)1=×a,×3600=2.8×0.00205×3600=20.664m3/h對(dui)于80A(口徑為80的渦街流量計(ji)):

相對應(Qmin)2=×a2×3600=2.011×0.00396×3600=28.67m3/h

其中:a1、a2分別為(wei)(wei)(wei)口徑(jing)為(wei)(wei)(wei)50的(de)渦(wo)街(jie)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計與口徑(jing)為(wei)(wei)(wei)80的(de)渦(wo)街(jie)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計的(de)口徑(jing)面積。由以(yi)上條件(jian),從理論上來說50的(de)渦(wo)街(jie)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計與口徑(jing)為(wei)(wei)(wei)80的(de)渦(wo)街(jie)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計均符合流(liu)(liu)(liu)量(liang)測量(liang)要求,但綜合考慮,由于富氧管道(dao)內徑(jing)為(wei)(wei)(wei)150mm當縮(suo)徑(jing)到50nm時,有可能當用(yong)(yong)量(liang)較大(da)(da)時,縮(suo)徑(jing)部位流(liu)(liu)(liu)通(tong)(tong)能力(li)達不到要求,在者,從氧氣輸送安全(quan)角度(du)著想,管道(dao)內徑(jing)由150mm猛(meng)縮(suo)至50mm,當用(yong)(yong)量(liang)較大(da)(da)時,縮(suo)徑(jing)部位流(liu)(liu)(liu)速大(da)(da)大(da)(da)增加(jia),從而使氣體及氣體與管道(dao)之間(jian)摩(mo)擦系數(shu)增大(da)(da),増加(jia)了安全(quan)隱(yin)患。所以(yi)從流(liu)(liu)(liu)通(tong)(tong)能力(li)及安全(quan)角度(du)兩方(fang)面綜合考慮,選擇口徑(jing)為(wei)(wei)(wei)80的(de)渦(wo)街(jie)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計。。

注(zhu)意事項:

①在渦街流量(liang)(liang)計產品選型樣本中,所指(zhi)流量(liang)(liang)為(wei)工況(kuang)下(xia)實際流量(liang)(liang),在選型時須將標(biao)況(kuang)下(xia)流量(liang)(liang)換算成工況(kuang)下(xia)流量(liang)(liang)。

②在渦街流量(liang)計產(chan)品選型過程中(zhong),般無(wu)需考慮(lv)(lv)流量(liang)上限值(zhi)(zhi),但流量(liang)下(xia)限值(zhi)(zhi)需滿(man)足,為滿(man)足流量(liang)下(xia)限值(zhi)(zhi)的測量(liang)要求(qiu)(qiu),通(tong)常考慮(lv)(lv)縮徑,在同樣(yang)滿(man)足測量(liang)要求(qiu)(qiu)的情況下(xia),應結合流體特(te)性及管道(dao)條件綜合考慮(lv)(lv)縮徑的大小。

③在震(zhen)動較強的地方不宜(yi)選用渦街(jie)流量計

④渦街流量計的耐高溫性能較差(cha),所以不(bu)宜(yi)用作蒸汽的計量。也(ye)曾經有(you)過失敗的例子。

3、優缺點

渦(wo)街流(liu)(liu)量(liang)計(ji)具有(you)量(liang)程寬,無(wu)可動部件運行可靠,維護簡單,壓力損失小(xiao),具有(you)定的計(ji)量(liang)精度等(deng)優點。特別是在很寬的范圍內,它的測(ce)量(liang)與介(jie)質的密度、粘度等(deng)物(wu)性參數(shu)無(wu)關,因而(er)受到普遍歡迎。旋(xuan)渦(wo)流(liu)(liu)量(liang)計(ji)比(bi)較xj****,但安裝(zhuang)也有(you)一定的困難(nan),而(er)且防震性能較差(cha),抗干擾能力差(cha);質量(liang)流(liu)(liu)量(liang)計(ji)造(zao)價較高。

4、結語

對比(bi)孔(kong)板(ban)流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)、渦(wo)街(jie)流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)、金(jin)(jin)屬(shu)轉子流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji),它(ta)們各有不(bu)(bu)同特點。孔(kong)板(ban)具有性的(de)(de)國家標準,適(shi)用范圍廣泛,但(dan)是對于(yu)安裝(zhuang)要求(qiu)也較高,有嚴(yan)格的(de)(de)安裝(zhuang)規范且安裝(zhuang)出(chu)現問(wen)題,由此造成(cheng)的(de)(de)誤差(cha)也是相當大(da)的(de)(de),而且孔(kong)板(ban)流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)維護(hu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)較大(da)。而渦(wo)街(jie)流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)應(ying)用具有一定局限性,不(bu)(bu)適(shi)合測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)臟污介(jie)質(zhi)、抗震動能力差(cha)、不(bu)(bu)適(shi)合測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)低流(liu)速氣體,但(dan)渦(wo)街(jie)流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)安裝(zhuang)簡單,日常(chang)維護(hu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)小,比(bi)較適(shi)合測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)高流(liu)速大(da)流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)干浄氣體。金(jin)(jin)屬(shu)轉子流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)比(bi)較適(shi)合小流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),但(dan)對管(guan)道的(de)(de)清潔度要求(qiu)較高。在流(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)方面,新技術、新發明新產(chan)品不(bu)(bu)斷(duan)出(chu)現,我們計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)工(gong)作(zuo)者應(ying)向計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)技術的(de)(de)更高層次研(yan)究發展(zhan),使菜鋼的(de)(de)計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)工(gong)作(zuo)更加完(wan)善。