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1. 工作原理

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼旋渦，在旋渦發(fā)生體下游形成交替有規(guī)律的旋渦列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，根據(jù)卡曼天然氣原理，有如下關(guān)系式:

f=StV/d 公式(1)

式中：
f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率HZ
　　St－斯特勞哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
　　V－流體的平均流速 (m/s)
d－旋渦發(fā)生體的寬度 (m)

由此可見，通過測(cè)量卡曼天然氣分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，
表示斯特勞哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。
在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為天然氣流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
　 K＝3600f/Q（1/m³） 公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（m^-3）。
f＝脈沖個(gè)數(shù)
Q＝體積流量（m³）

1. 主要技術(shù)指標(biāo) 表(一)

第二部分: 儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)
儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用本公司產(chǎn)品時(shí),請(qǐng)仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對(duì)流體的工藝參數(shù)并隨時(shí)可與我公司的銷售或部門，以確保選型正確。

一．適用流量范圍和儀表口徑的確定
儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑天然氣流量?jī)x表的測(cè)量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時(shí)，它的測(cè)量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測(cè)的流量范圍需要通過計(jì)算確定。
(一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：
1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m³，υ=15×10^-6 m²/s。
2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m³，υ=1.006×10^-6m²/s。
（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：
1． 明確以下工作參數(shù)。
（1）被測(cè)介質(zhì)的名稱、組份
（2）工作狀態(tài)的***小、常用、***大流量
（3）介質(zhì)的***低、常用、***高壓力和溫度
（4）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2． 天然氣流量?jī)x表測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量，因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下：
（1）已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量，可通過以下公
式求出工況體積流量
公式（3）
(2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ，可通過以下公
式求出工況密度
公式（4）
（3）已知質(zhì)量流量Q_m換算為體積流量Q_v
公式（5）
式中：
Q_v： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m³/h)
（Q_v=3600f/K K:儀表系數(shù) ）
Q_o： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm³/h)
Q_m： 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m³)
ρ_o：介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m³)，常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度，見表（三）
P： 工況狀態(tài)表壓(MPa)
t： 工況狀態(tài)溫度(℃)
3．儀表下限流量的確定。天然氣流量?jī)x表的上限適用流量一般可不計(jì)算，天然氣流量?jī)x表口徑的選擇主要是對(duì)流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件：***小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)（Re=2×10⁴）；對(duì)于應(yīng)力式天然氣流量?jī)x表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值（旋渦強(qiáng)度與升力ρv² 成比例關(guān)系）。這些條件可表示如下：
由密度決定的工況可測(cè)下限流量：

由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量：
公式（7）
式中：
Q_ρ：滿足旋渦強(qiáng)度要求的***小體積流量(m³/h)
ρ₀:參比條件下介質(zhì)的密度
Q_υ:滿足***小雷諾數(shù)要求的***小線性體積流量(m³/h)
ρ:被測(cè)介質(zhì)工況密度（kg/m³）
Q₀: 參比條件下儀表的***小體積流量
(m³/h)
υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m²/s)
υ_o:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m²/s)
通過公式（6）、（7）計(jì)算出Q_ρ和Q_ν。比較Q_ρ和Q_ν，確定流量?jī)x表可測(cè)下限流量和線性下限流量：
Q_υ≥Q_ρ：可測(cè)流量范圍為Q_ρ～Qmax , 線性流量范圍為Q_υ～Qmax
Q_υ<Q_ρ：可測(cè)流量范圍和線性流量范圍為
Q_ρ～Qmax
Qmax：天然氣流量?jī)x表的上限體積流量(m³/h)

4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s

5．當(dāng)用戶測(cè)量的介質(zhì)為蒸汽時(shí)，常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量，即：t/h或Kg/h。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計(jì)算得出
公式（8）
式中：
ρ： 蒸汽的密度（kg/m³）
ρ₀：1.205kg/m³
Q_蒸汽 ：蒸汽質(zhì)量流量（t/h）
6．計(jì)算壓力損失，檢測(cè)壓力損失對(duì)工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：
Δp= CdρV²/2 公式（9）式中：

ρ：工況介質(zhì)密度（kg/m³）V:平均流速（m/s）
7．被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求:
p≥2.7Δp+1.3p₀ 公式（10）
式中：
Δp: 壓力損失（Pa）
p₀：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（Pa絕壓）
Po:流體的蒸汽壓力 (Pa絕壓)
8．天然氣流量計(jì)不適合測(cè)量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測(cè)流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí)，應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。
9．通過計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測(cè)量效果、降低造價(jià)，應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2～2/3

Δp:壓力損失（Pa） Cd：壓力損失系數(shù)

表(二)　　參比條件下天然氣流量傳感器工況流量范圍表 注：表中(300)～(1000)口徑為插入式

表(三)　常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（0℃，絕壓P=0.1MPa）