一、簡(jiǎn)介
- 系列渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理測(cè)量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì),并可作為流量變送器應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。
二、工作原理
f=StV/d
- :
- 柱體側(cè)漩渦分離的頻率(Hz)
- 柱側(cè)流速(m/s)
- 柱體迎流面寬度(m)
- t──斯特勞哈爾數(shù),是一個(gè)取決于柱體斷面形狀而與流體性質(zhì)和流速大小基本無(wú)關(guān)的常數(shù)。
圖一 圓管內(nèi)的渦街
圖二 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
三、主要技術(shù)指標(biāo)
測(cè)量介質(zhì) | 液體、氣體、蒸汽(單相介質(zhì)或可以認(rèn)為是單相的介質(zhì)) | |
介質(zhì)溫度(℃) | -40~+350; 350~450(電容式,協(xié)議訂貨) | |
公稱壓力 | 1.6MPa 2.5MPa 4.0MPa ≥4.0MPa的規(guī)格協(xié)議訂貨 | |
允許振動(dòng)加速度 | 電容式傳感器:1.0-2.0g 壓電式傳感器:≤0.2g | |
準(zhǔn)確度等級(jí) | 0.5級(jí) 1.0級(jí) 1.5級(jí) 2.5級(jí) | |
量程比 | 8:1 10:1 15:1 30:1(特殊定制) | |
流速范圍 | 液體:0.35-7.0m/s 氣體:4.0-70.0m/s | |
規(guī)格 | 滿管式 | DN15-DN300 |
插入式 | DN200-DN2000(超過(guò)DN1200可特殊訂貨) | |
本體材質(zhì) | 1Cr18Ni9Ti,其他材質(zhì)協(xié)議訂貨 | |
雷 諾 數(shù) | 正常2×104-7×106 擴(kuò)展5×103-7×106 | |
阻力系數(shù) | Cd≤2.6 | |
防護(hù)等級(jí) | 普通型:IP65 潛水型:IP68 | |
防爆等級(jí) | 本安防爆型:EXiaⅡCT6 隔爆型:ExdⅡCT6 | |
環(huán)境條件 | 環(huán)境溫度 | -40℃~+65℃ |
相對(duì)濕度 | ≤90% | |
大氣壓力 | 86-106kPa | |
供電電源 | 12VDC-24VDC 電池供電3.6V | |
輸出信號(hào) | 脈沖信號(hào)2-3000Hz 低電平≤1V 高電平≥5V | |
二線制4-20mA信號(hào) 防爆型負(fù)載≤300Ω 非防爆型負(fù)載≤500Ω | ||
通訊 | RS485,HART |
四、測(cè)量常溫常壓氣體和液體的口徑和流量范圍
口徑 (mm) | 儀表系數(shù)K參考值 1/m³ | 液體 | 氣體 | ||||
標(biāo)準(zhǔn)流量 | 擴(kuò)展流量 | 標(biāo)準(zhǔn)流量 頻率 | 標(biāo)準(zhǔn)流量 | 擴(kuò)展流量 | 標(biāo)準(zhǔn)流量 頻率 | ||
(m3/h) | (m3/h) | (Hz) | (m3/h) | (m3/h) | (Hz) | ||
15 | 338600 | 0.3-2.4 | 0.2-3.5 | 28-226 | 3.5-28 | 2.6-38 | 330-2630 |
20 | 153150 | 0.6-4.8 | 0.28-6 | 25-190 | 6.5-54 | 4.5-67 | 218~1982 |
25 | 75720 | 1-10 | 0.6-10 | 21-210 | 9-81 | 6-105 | 189-1700 |
32 | 32210 | 1.5-15 | 0.9-18 | 13-130 | 14-140 | 10-190 | 125-1250 |
40 | 18103 | 2.8-30 | 1.5-32 | 14-152 | 23-230 | 15-270 | 115-1150 |
50 | 9180 | 3.5-45 | 2.4-50 | 9-114 | 35-350 | 20-420 | 89-890 |
65 | 3960 | 4.5-70 | 3.5-82 | 5-80 | 55-550 | 32-750 | 60-600 |
80 | 2230 | 6.5-105 | 5.2-128 | 4-65 | 80-800 | 40-1100 | 50-500 |
100 | 1202 | 10-150 | 7-200 | 3.3-50 | 115-1150 | 70-1700 | 39-390 |
125 | 590 | 16-250 | 11-300 | 2.6-41 | 200-2000 | 120-2700 | 33-330 |
150 | 341 | 24-360 | 16-440 | 2.3-34 | 280-2800 | 180-4000 | 27-270 |
200 | 141 | 46-700 | 28.5-800 | 1.8-27.4 | 510-5100 | 320-6800 | 20-200 |
250 | 72 | 72-1100 | 50-1220 | 1.4-22 | 850-8500 | 600-12000 | 17-150 |
300 | 42 | 98-1500 | 70-1800 | 1.1-17.5 | 1300-13000 | 900-18000 | 15-134 |
口徑 (mm) | 儀表系數(shù)K參考值 1/m³ | 液體 | 氣體 | ||||
標(biāo)準(zhǔn)流量 | 擴(kuò)展流量 | 標(biāo)準(zhǔn)流量 頻率 | 標(biāo)準(zhǔn)流量 | 擴(kuò)展流量 | 標(biāo)準(zhǔn)流量 頻率 | ||
(m3/h) | (m3/h) | (Hz) | (m3/h) | (m3/h) | (Hz) | ||
200 | 396 | 46-700 | 29-800 | 5-77 | 670-6700 | 350-7000 | 74-740 |
300 | 189 | 100-1400 | 75-1700 | 5.2-73 | 1500-14000 | 900-18000 | 79-790 |
400 | 110 | 180-2400 | 130-2700 | 5.5-73 | 2700-27000 | 1500-30000 | 82-820 |
500 | 72 | 280-3600 | 210-4200 | 5.6-72 | 4200-42000 | 2400-48000 | 84-840 |
600 | 49 | 400-6000 | 300-6500 | 5.5-82 | 6100-61000 | 3300-66000 | 83-830 |
700 | 37 | 550-8200 | 420-9000 | 5.6-84 | 8300-83000 | 4500-90000 | 84-840 |
800 | 27 | 720-10800 | 550-12000 | 5.5-81 | 10800-108000 | 5800-117000 | 81-810 |
1000 | 17 | 1130-15000 | 850-17000 | 5.3-71 | 17000-160000 | 10700-170000 | 81-755 |
1200 | 12 | 1680-20000 | 1300-25000 | 5.6-67 | 24400-220000 | 14000-250000 | 81-733 |
1500 | 8 | 2700-30000 | 2100-40000 | 6-67 | 38200-350000 | 23400-380000 | 85-777 |
上表參比條件:1、氣體:常溫常壓空氣,t=20℃,P=0.1MPa(絕壓),ρ=1.205 kg/m3υ=15×10-6m2/s。2、液體:常溫水,t=20℃,ρ=998.2kg/m3,υ=1.006×10-6m2/s。2、工況計(jì)算公式
工況流量計(jì)算公式: (公式6)
質(zhì)量流量計(jì)算公式: (公式7)
根據(jù)流速計(jì)算流量: (公式8)
式中:
Q工況狀態(tài)下體積流量 Qt質(zhì)量流量
D管道內(nèi)徑(m) V 介質(zhì)平均流速
五、下限流量和上限流量的確定
1、渦街流量計(jì)的下限流量取決于介質(zhì)的工況密度和運(yùn)動(dòng)粘度,上限流量一般不受介質(zhì)壓力和溫度的影響,因此確定流量范圍主要是確定實(shí)際可用的下限流量,確定下限流量參考如下步驟
由工況密度決定的工況可測(cè)下限流量:
(公式9)
由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量:
(公式10)
式中:
Qρ:滿足漩渦強(qiáng)度要求的小體積流量(m3/h)
ρ0:參比條件下介質(zhì)的密度
Qυ: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)
υo:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)
通過(guò)公式(6)、(7)計(jì)算出Qρ和Qν。比較Qρ和Qν,確定流量?jī)x表可測(cè)下限流量和線性下限流量:
Qυ≥Qρ:可測(cè)流量范圍為Qρ~Qmax , 線性流量范圍為Qυ~Qmax
Qυ<Qρ:可測(cè)流量范圍和線性流量范圍為Qρ~Qmax
Qmax:渦街流量?jī)x表的上限體積流量(m3/h)
2、儀表上限流量以表一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。
3、氣體標(biāo)準(zhǔn)體積的換算
渦街測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)下的體積流量,當(dāng)氣體的工況不是常溫常壓時(shí),需要換算出工況體積流量來(lái)確定口徑,通過(guò)換算成工況體積流量,再參考上述的步驟確定合適的口徑和測(cè)量范圍。
已知工況求氣體標(biāo)準(zhǔn)體積計(jì)算公式: (公式11)
已知標(biāo)準(zhǔn)狀況求氣體工況流量公式: (公式12)
已知標(biāo)況密度求工況密度: (公式13)
已知質(zhì)量流量求體積流量 : (公式14)
式中:
Q: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)
QN: 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)
Qt: 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)
ρ標(biāo):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(jiàn)表三
P工: 工況狀態(tài)表壓(MPa)
T標(biāo): 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度(℃)
T工: 工況狀態(tài)溫度(℃)
六、儀表的外形尺寸
表三 儀表外形參考尺寸(壓力等級(jí)PN16)
管徑 | A | B | C | D | E | F | H | ||
低溫 | 高溫 | 低溫 | 高溫 | ||||||
DN15 | 54 | 92 | 315 | 395 | 425 | 175 | 320 | 400 | 430 |
DN20 | 54 | 92 | 315 | 395 | 425 | 175 | 325 | 405 | 435 |
DN25 | 54 | 68(92) | 315 | 395 | 425 | 175 | 330 | 410 | 440 |
DN32 | 68(54) | 80(68) | 330 | 410 | 440 | 175 | 350 | 430 | 460 |
DN40 | 78 | 82 | 340 | 420 | 450 | 160 | 360 | 440 | 470 |
DN50 | 89 | 84 | 345 | 425 | 455 | 160 | 375 | 455 | 485 |
DN65 | 105 | 84 | 365 | 445 | 475 | 160 | 395 | 475 | 505 |
DN80 | 119 | 84 | 380 | 460 | 490 | 180 | 410 | 490 | 520 |
DN100 | 139 | 91 | 400 | 480 | 510 | 180 | 430 | 510 | 540 |
DN125 | 167 | 92 | 430 | 510 | 540 | 180 | 460 | 540 | 570 |
DN150 | 193 | 96 | 455 | 535 | 565 | 180 | 500 | 580 | 610 |
DN200 | 247 | 101 | 505 | 585 | 615 | 200 | 550 | 630 | 660 |
DN250 | 299 | 114 | 560 | 640 | 670 | 220 | 620 | 700 | 730 |
DN300 | 349 | 130 | 610 | 690 | 720 | 240 | 670 | 750 | 780 |
圖三儀表外形結(jié)構(gòu)
七、渦街流量計(jì)型號(hào)代碼
代 碼 | 含 義 | |||||||
LU |
| 渦街流量計(jì) | ||||||
檢測(cè)方式 | B |
| 應(yīng)力式傳感器 | |||||
E |
| 電容式傳感器 | ||||||
Y |
| 感應(yīng)式傳感器 | ||||||
連接形式 |
| 1 | 滿管式 | 法蘭連接式 | ||||
2 | 滿管式 | 法蘭卡裝式 | ||||||
3 | 不帶球閥 | 簡(jiǎn)易插入式 | ||||||
4 | 帶球閥可不停流維護(hù) | 球閥插入式 | ||||||
5 |
| 特殊定制 | ||||||
測(cè)量介質(zhì) |
| 2 |
| 液體 | ||||
3 |
| 氣體 | ||||||
4 |
| 蒸汽 | ||||||
公稱通徑 |
| 15-300 | DN15-DN300(滿管式) | |||||
200-2000 |
| DN200-DN2000(插入式) | ||||||
使用環(huán)境 |
| P |
| 普通型 | ||||
B |
| 本安防爆 | ||||||
G |
| 隔爆 | ||||||
輸出信號(hào) | 本項(xiàng)可復(fù)選 | 1 |
| 三線制脈沖輸出 | ||||
2 |
| 兩線制4-20mA輸出 | ||||||
3 |
| 兩線制4-20mA 溫度壓力補(bǔ)償 | ||||||
4 |
| 兩線制4-20mA 單獨(dú)溫度補(bǔ)償 | ||||||
5 |
| 兩線制4-20mA 單獨(dú)壓力補(bǔ)償 | ||||||
6 |
| 兩線制4-20mA+HART協(xié)議 | ||||||
7 |
| 兩線制4-20mA 溫壓補(bǔ)償+RS485 | ||||||
8 |
| 電池供電(就地顯示無(wú)輸出) | ||||||
9 |
| RS485 | ||||||
W |
| 遠(yuǎn)程無(wú)線信號(hào) | ||||||
Z |
| 抗振型4-20mA+脈沖+HART | ||||||
轉(zhuǎn)換器 |
| 無(wú) | 一體式 | |||||
F | 分體式 | |||||||
Q | 潛水型 |