為了提高
渦街流量計的耐高溫性和抗振動性,我公司*近開發(fā)了jtlu改進(jìn)型渦街流量傳感器。由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和材料選擇,該傳感器可以在高溫(350℃)和強(qiáng)振動(≤1g)的惡劣工作條件下使用;在實(shí)際應(yīng)用中,大流量往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于儀器的上限。隨著負(fù)荷的變化,小流量往往低于儀表的下限。儀器在其良好工作區(qū)不工作。
渦街流量計又稱
渦街流量計,是根據(jù)流體振動原理研制的一種新型流量計。**應(yīng)用于石油、化工、冶金、造紙等行業(yè)的流體測量。流量計無活動部件,可靠性強(qiáng),精度高,使用壽命長。它可以在較寬的流量范圍內(nèi)測量介質(zhì)的瞬時流量和累積流量,不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度和組分的影響。同時不堵塞、不卡滯、不易結(jié)垢、耐高溫、高壓、安全防爆。適用于惡劣環(huán)境。流量計分集成顯示和遠(yuǎn)程顯示,可輸出脈沖信號、電流信號或485、HART協(xié)議等與微機(jī)連接
一般考慮的主要因素包括性能要求、流體特性、安裝要求、環(huán)境條件、成本、,等。讓我們分別解釋一下:
流體溫度;渦街流量計檢測元件的極限工作溫度,集成式渦街流量計的主體材料和電子元件的溫度電阻是制約渦街流量計工作溫度的主要因素。因此,選用耐腐蝕渦街流量計時,不僅要考慮腐蝕介質(zhì)的濃度,還要考慮溫度的影響因素。
流體壓力;介質(zhì)溫度為-500C時,表體的承載能力與常溫下相同。然而,當(dāng)介質(zhì)溫度降至-1000℃時,儀器的承載能力降至1.2MPa。因此,對于高溫流體(如蒸汽)和低溫流體,在確定渦街流量計的工作壓力時必須考慮流體溫度的影響。
流體密度;選型時,確定儀表的下限流量和下限雷諾數(shù)時,應(yīng)考慮密度系數(shù)。一些廠家給出了小流量的計算例如:醫(yī)院用高溫200℃氧氣,6.4Mpa工作壓力,卡箍連接,DN50口徑,帶HART協(xié)議輸出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)測量,無防爆。
渦街流量計原理;渦街流量計原理:如果在流體中設(shè)置三角形圓柱渦發(fā)生器,則渦街發(fā)生器兩側(cè)交替產(chǎn)生規(guī)則的渦。這個漩渦叫做卡門漩渦。如右圖所示,漩渦在漩渦發(fā)生器的下游不對稱布置。
假設(shè)漩渦頻率為f,被測介質(zhì)的平均速度為,漩渦發(fā)生器上游表面的寬度為D,并且表體的直徑為D,可獲得以下關(guān)系:
F=sru1D=SRUMD ?。?)
where U1-渦流發(fā)生器兩側(cè)的平均速度,MS
SR--Strouhal數(shù)
M--渦流發(fā)生器兩側(cè)的弓形面積與管道橫截面積之比
管道中的體積流量QV為
QV=πd2u4=πd2mdf4sr ?。?)
k=fQV=[πd2md 4sr 1 (3)
其中K——流量計的儀表系數(shù),脈沖數(shù)m3(Pm3)
K不僅與渦流發(fā)生器和管道的幾何尺寸有關(guān),還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)是一個無量綱參數(shù),它與渦流發(fā)生器的形狀和雷諾數(shù)有關(guān)。圖2顯示了圓柱形渦流發(fā)生器的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)之間的關(guān)系。從圖中可以看出,當(dāng)red=2×104~7×在106范圍內(nèi)時,SR可視為常數(shù),這是儀器的正常工作范圍。測量氣體流量時,VSF的流量計算公式為(4)
圖2斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系曲線
其中qvn和QV分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(0oC或20oC,101.325kpa)和工況下的體積流量,m3h
PN,P--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和工況下的壓力,PA
TN,T——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和工況下的熱力學(xué)溫度,K
Zn,Z——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和工況下的氣體壓縮系數(shù)
由上式可知,VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物理性質(zhì)和組分變化的影響,即,在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi),儀表系數(shù)僅與渦流發(fā)生器和管道的形狀和尺寸有關(guān)。然而,作為一種流量計,在物料衡算和能量計量中需要對質(zhì)量流量進(jìn)行檢測。此時,流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度。流體的物理性質(zhì)和組分對流量測量仍有直接影響;渦街流量計是一種基于卡門渦街原理的新型封閉管道流體流量測量流量計。由于其良好的介質(zhì)適應(yīng)性,可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水和液體的工況體積流量,無需溫度和壓力補(bǔ)償。配有溫度和壓力傳感器,可測量標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積流量和質(zhì)量流量。是節(jié)流流量計的理想替代品。
為了解決這一問題,通常采用減小測量位置處的直徑,增加測量位置處的流速,并選擇較小直徑的儀器,以便于儀器的測量,這種變徑方法必須在變徑管與矯正儀器之間有一段長度大于15d的直管段,這給加工和安裝帶來不便。我公司研制的LGZ圓形變徑整流器具有整流、增流量、改變流量分布等多種功能。其結(jié)構(gòu)尺寸小,僅為工藝管道內(nèi)徑的13。它與渦街流量計集成在一起。
渦街流量計它不僅不需要再增加一個直管段,而且減少了對工藝管道直管段的要求,安裝非常方便。