不銹鋼天然氣流量計概述
流量測量裝置,根據(jù)及煤氣的測量特點(即低流速、含灰塵、易堵塞等),借鑒國外同類產(chǎn)品的特點,通過設置在管道中的傳力元件,將被測流體的動能轉(zhuǎn)換為一個位移,使用*的感應式力敏測量元件以及智能電子電路將流量信號轉(zhuǎn)換為一個4~20mA的標準電流信號,特別適用于管徑較大的煤氣管路的流量測量。
不銹鋼天然氣流量計原理:
在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門渦街,在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測探頭或壓電檢測探頭及相應匹配電路,即可構(gòu)成電容檢測式渦街流量/傳感器或壓電檢測式渦街流量傳感器。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)來流的平均速度為V,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,根據(jù)卡曼渦街原理,有如下關系式:
f=St.V/〔(1-1.25d/D)d〕
式中:f-發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St-斯特羅哈爾數(shù)
V-流體的平均流速
d-柱體流面寬度
D-管道內(nèi)徑
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,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速,由流速V求出體積流量。
Q=3600f/K或M=ρ3600 f/K
式中:K=儀表常數(shù)(1/m?)。
M=質(zhì)量流量
Q=體積流量(m?/h)
ρ=介質(zhì)密度(kg/m?)
F=頻率Hz
不銹鋼天然氣流量計測量原理
(1)測量原理
①受力分析
流體對靶的作用力由下列各分力組成。
流體對靶的沖擊力和流體在流過靶板后分離,在靶兩側(cè)產(chǎn)生差壓所形成的作用力F。
流量流過靶與管道內(nèi)壁之間的環(huán)形截面時,對靶周形成的粘滯摩擦力。
其中,前者遠大于后者,因此,可只考慮F的影響。
通常,流速低時,流體繞過靶板,在流體邊緣層發(fā)生分離,不產(chǎn)生旋渦,對流體的主要阻力來自流體摩擦,其大小與雷諾數(shù)有關。隨著流速增加,邊界層開始分離,并在靶后產(chǎn)生旋渦,流體阻力從摩擦阻力轉(zhuǎn)變?yōu)閴翰钭枇?,其大小與流速平方成正比。其阻力系數(shù)不隨雷諾數(shù)增加而變化。
②計算公式
在恒定截面直管段中設置一個與流束方向相垂直的靶板,流體沿靶板周圍通過時,靶板受到作用力F,其大小與流體的動能和靶板面積A成正比.可表示為:
式中,α是流量系數(shù);γ是流體可膨脹系數(shù);D是測量管內(nèi)徑,m; d是靶徑,m; ρ是流體密度,kg/m3; F是靶受到的力,N ; qv是流體體積流量,m3/s。
(2) 不銹鋼天然氣流量計主要系數(shù)
①界限雷諾數(shù)
與節(jié)流裝置類似,當流體雷諾數(shù)大于某一雷諾數(shù)時,不銹鋼天然氣流量計的流量系數(shù)趨于恒定,稱該雷諾數(shù)為界限雷諾數(shù)。界限雷諾數(shù)與靶幾何尺寸、管道內(nèi)徑、被測流體特性等有關。
實驗表明,焦爐 不銹鋼天然氣流量計的界限雷諾數(shù)比標準節(jié)流裝置的界限雷諾數(shù)要低得多。因此,焦爐不銹鋼天然氣流量計可適用于低雷諾數(shù)流體的流量測量。
通常,管道內(nèi)徑越小,界限雷諾數(shù)越小。下表是電動焦爐 不銹鋼天然氣流量計部分界限雷諾數(shù)與流量系數(shù)。
管道公稱之間D/mm 15 25 50 100
靶徑d/mm 12 20 35 40 50 60 70
靶徑比d/D 0.8 0.8 0.7 0.8 0.5 0.6 0.7
界限雷諾數(shù) 2000 3000 3000 4000 4000 4000 20000
流量系數(shù) 0.6989 0.7287 0.660 0.673 0.661 0.649 0.644 ②流量系數(shù)
大量實驗提供的數(shù)據(jù)表明,不銹鋼天然氣流量計流量系數(shù)的基本數(shù)據(jù)在0.62~0.66之間。影響不銹鋼天然氣流量計流量系數(shù)的因素分析如下。
靶的幾何形狀。不同形狀的靶對流體的流阻不同,造成流量系數(shù)不同。實驗表明,球靶對流量系數(shù)的影響大,半球靶次之,平板靶小.
雷諾數(shù)。存在一個界限雷諾數(shù),當流體雷諾數(shù)大于該值時,流量系數(shù)可基本恒定。
流通截面。不銹鋼天然氣流量計的流通截面是圓環(huán)面積.連接靶板的杠桿直徑和通過圓環(huán)的杠桿長度影響流通面積。流通截面面積的減小使流量系數(shù)增大。
不銹鋼天然氣流量計安裝要求:
1、不銹鋼天然氣流量計可安裝在室內(nèi)或室外。如安裝在地井里,且有水淹的可能,應選擇潛水型傳感器或變送器。
2、不銹鋼天然氣流量計在管道上可以水平,垂直或傾斜安裝,但當測量液體時,管道內(nèi)必須充滿液體。因此在垂直或傾斜管道上安裝渦街流量計,液體的流動方向應自下向上。
3、不銹鋼天然氣流量計的上游側(cè)和下游側(cè)應留有較長的直管段,要求的上下游直管段長度隨管道狀況不同而異。渦街流量計的上游應盡量避免安裝調(diào)節(jié)閥或半開閥門,應將調(diào)節(jié)閥或半開閥門安裝在流量計下游5D以后。
4、安裝不銹鋼天然氣流量計的管道內(nèi)徑必須與流量計內(nèi)徑*,否則必須變徑。
5、在設計管道時,傳感器或變送器的上端少應留500mm的空間,以方便調(diào)試和檢修。