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儀表網(wǎng)>產(chǎn)品庫>流量儀表>流量計(jì)>渦街流量計(jì)>法蘭連接型蒸汽流量計(jì) 渦街流量計(jì)

HLLUGBFL10-300 法蘭連接型蒸汽流量計(jì) 渦街流量計(jì)

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  • 型號HLLUGBFL10
  • 品牌
  • 所在地
  • 更新時間2023-01-18
  • 廠商性質(zhì)經(jīng)銷商
  • 入駐年限1
  • 實(shí)名認(rèn)證已認(rèn)證
  • 產(chǎn)品數(shù)量2176
  • 人氣值4895
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法蘭連接型蒸汽流量計(jì),蒸汽目前雖然以質(zhì)量為單位進(jìn)行核算,但是在不遠(yuǎn)的將來,蒸汽必然要采用能量計(jì)量,所以在儀表的選用上應(yīng)該具有前瞻性,應(yīng)選用同時具有質(zhì)量計(jì)量和能量計(jì)量功能的儀表,這樣在將來采用能量計(jì)量時也不用再大規(guī)模地更換計(jì)量儀表 。
法蘭連接型蒸汽流量計(jì) 渦街流量計(jì) 產(chǎn)品詳情

法蘭連接型蒸汽流量計(jì)

LUGB系列渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響;無可動機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量??;儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+350℃的工作溫度范圍內(nèi)工作,有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。

工作原理:

渦街流量計(jì)是基于卡門渦街原理,通過探頭檢測出漩渦分離頻率計(jì)算出流量并在信號變送器中轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖或電流信號輸出。

主要特點(diǎn):

?精度較高,液體測量精度為±1.0%;氣體測量精度為±1.5%
?壓損小,約為孔板流量計(jì)的1/4,屬于節(jié)能流量儀表
?安裝方式靈活,可水平,垂直和不同角度傾斜安裝
?采用消擾電路和抗震動傳感頭,具有一定抗壞境震動性能
?無可動部件,儀表壽命長

技術(shù)參數(shù):

儀表型號

HLLU-N

HLLU-A

HLLU-B

HLLU- C

HLLU- D1/D2

信號輸出

脈沖

4-20mA

4-20mA

可選4-20mA或脈沖

供電電源

24VDC±15%

24VDC±15%

鋰電池

24VDC±15%

24VDC±15%和鋰電池

通訊接口

可選RS485

可選RS485

精度等級

液體:1.0
氣體:1.0
蒸汽:1.5

液體:1.0
氣體:1.0
蒸汽:1.5

液體:1.0
氣體:1.0
蒸汽:1.5

顯示器

儀表材質(zhì)

304SS

304SS

304SS

防爆等級

可選ExiaIICT5ExdIIBT6

可選ExiaIICT5ExdIIBT6

可選ExiaIICT5ExdIIBT6

防護(hù)等級

IP65

IP65

IP65

整機(jī)功耗

<1W

<1W

<1W

儀表通經(jīng)

DN15~DN300

DN15~DN300

DN15~DN300

安裝方式

法蘭夾持或一體化法蘭連接

法蘭夾持或一體化法蘭連接

法蘭夾持或一體化法蘭連接

耐壓等級

可選1.6MPa2.5MPa

可選1.6MPa2.5MPa

可選1.6MPa2.5MPa

介質(zhì)溫度

-40℃~250℃、-40℃~350℃

-40℃~250℃、-40℃~350℃

-40℃~250℃、-40℃~350℃

環(huán)境溫度

-20℃~60℃

-20℃~60℃

-20℃~60℃

流量范圍:

儀表口徑(mm)

液體流量范圍(m3/h)

氣體流量范圍(m3/h)

15

0.44

312

20

0.88

630

25

1.12

955

32

2.020

12120

40

3.030

20200

50

5.050

30300

65

8.080

50500

80

12120

80800

100

20200

1201200

125

30300

2002000

150

40400

3003000

200

75750

5005000

250

1101100

8008000

300

1601600

1100

(300)

160~1500

1560

(400)

180~3000

2750

(500)

300~4500

4300

(600)

450~6500

6100

(800)

75010000

11000

(1000)

120017000

17000

>(1000)

協(xié)議

協(xié)議

注:表中(300)—(1000)口徑為插入式。

渦街流量計(jì)在蒸汽計(jì)量中的特性研究:

為持續(xù)強(qiáng)化蒸汽計(jì)量能力,在20世紀(jì)60年代,日本橫河電機(jī)株式會社與美國Eastech公司合作,共同研發(fā)了一種渦街流量計(jì),它的耐高溫性能好,壓損不大,這種流量計(jì)廣泛應(yīng)用于高溫條件下蒸汽流量的計(jì)量過程。因?yàn)榱黧w流量和其輸出的頻率信號存在正相關(guān)性,同時頻率信號在流體組分、密度、壓力、溫度改變情況下仍能保持一定穩(wěn)定性;另外,此儀器的量程較大;均為不可動部件,穩(wěn)定性大大增強(qiáng);結(jié)構(gòu)相對簡單,安裝維護(hù)難度小,維護(hù)成本低。基于以上優(yōu)點(diǎn),該頻率信號被普遍使用在計(jì)量與工業(yè)過程的控制過程中。
到上世紀(jì)80年代,該流量計(jì)得以廣泛采用,但缺點(diǎn)是對于蒸汽介質(zhì)上的測試仍是空白,只可進(jìn)行渦街流量計(jì)的構(gòu)造方式、DSP、流量量程、管道材質(zhì)等方面加以升級,增強(qiáng)了渦街流量計(jì)的在液體與空氣中的測量準(zhǔn)度。由于在蒸汽介質(zhì)方面的探索上存在盲區(qū),在流量精度測量上長期以來備受業(yè)內(nèi)人士的質(zhì)疑。渦街流量計(jì)雖然技術(shù)上有了改進(jìn),但有待進(jìn)一步改良,不管是在理論還是應(yīng)用層面上均有諸多工作要做。近些年,世界范圍內(nèi)的業(yè)內(nèi)人士對于渦街流量計(jì)實(shí)施了多次探索,研究成果值得肯定。
1 蒸汽介質(zhì)的影響因素
所謂渦街流量計(jì)(亦稱旋渦流量計(jì)),其工作機(jī)理是“卡門渦街”,是一類流體振蕩式的測量儀器?!翱ㄩT渦街”的原理是:待測管道流體中放進(jìn)一根(或數(shù)根)非流線型截面的旋渦發(fā)生體,等到雷諾數(shù)到達(dá)特定數(shù)值,在旋渦發(fā)生體兩側(cè)分離出兩串交錯有序的旋渦,此過程具有交替性,我們將這種旋渦叫作卡門渦街 [3] 。在特定雷諾數(shù)范圍之間,旋渦的分離頻率同旋渦發(fā)生體與管道的幾何尺寸息息相關(guān)。數(shù)據(jù)表明,旋渦的分離頻率同流量存在正相關(guān)性,此頻率可通過傳感器獲得。以上渦街流量計(jì)與卡門渦街的關(guān)系可從圖1看出,二者有如下邏輯關(guān)系:
20180129145514.jpg
式中:
f 為旋渦分離頻率,Hz ;
S r 為斯特勞哈爾數(shù);
U 1 為旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速,m/s ;
d 為旋渦發(fā)生體迎流面的寬度,m;
U 為被測介質(zhì)來流的平均流速,m/s ;
m 為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比。不可壓縮流體中,由于流體密度 ? 不變,由連續(xù)性方程可得到: m = U / U 1 。
QQ截圖20180129145616.jpg
式中:K 為渦街流量計(jì)的儀表系數(shù),1 /m 3 。通過式(3)不難看出,儀表系數(shù) K 是渦街流量計(jì)的計(jì)量特性的定量表征,數(shù)據(jù)表明,其儀表系數(shù)只和其機(jī)械結(jié)構(gòu)與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān),同來流流量并無相關(guān)性。
研究發(fā)現(xiàn),蒸汽對渦街流量計(jì)計(jì)量特性存在較大影響??煽偨Y(jié)為三個方面:
**,從公式(3)中能夠得出,機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸 D 、m 、 d 以及斯特勞哈爾數(shù) S r 這些參數(shù)與K值大小存在較大關(guān)聯(lián)性?;谖锢碓硌芯堪l(fā)現(xiàn),在流體介質(zhì)條件存在差異情況下,機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的改變一般是與溫度的改變引發(fā)的熱脹冷縮效應(yīng)息息相關(guān)。
**,雷諾數(shù)對斯特勞哈爾數(shù) S r 產(chǎn)生較大影響,前者又與粘度密切相關(guān),而粘度的差異性又取決于流體的差異,既而引發(fā)斯特勞哈爾數(shù) S r 的區(qū)別。
第三,公式(3)的推導(dǎo)過程是以不可壓縮流體為前提的,當(dāng)換作氣體介質(zhì)時,由于可壓縮性的區(qū)別或許會引發(fā)儀表系數(shù)產(chǎn)生誤差。以上三個因素對于渦街流量計(jì)的影響將在下一節(jié)進(jìn)一步探討。
2 蒸汽介質(zhì)斯特勞哈爾數(shù)的影響
嚴(yán)格而言,斯特勞哈爾數(shù)是一種相似準(zhǔn)則,是在討論流體力學(xué)中物理相似和?;且氲母拍?[4] 。其是用來表征旋渦頻率和阻流體特征尺寸、流速關(guān)系的。在特定雷諾數(shù)區(qū)間中,旋渦的分離頻率和旋渦發(fā)生體與管道的幾何尺寸密切相關(guān),換言之斯特勞哈數(shù)可視為定量。
斯特勞哈爾數(shù)曲線
由圖2可看出,在 R eD =2×10 4 7×10 6 區(qū)間內(nèi),斯特勞哈數(shù)是定值,此也是儀表的正常工作區(qū)間。
現(xiàn)實(shí)情形下, S r 即便在 R eD =2×10 4 7×10 6 區(qū)間內(nèi),也與 R eD 的改變發(fā)生變化,參照1989年日本制訂的渦街流量計(jì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISZ8766《渦街流量計(jì)——流量測量方法》。2002年加以修訂,把渦街流量計(jì)發(fā)生體的固定形式歸為兩種,《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的旋渦設(shè)計(jì),發(fā)生體依據(jù)插入測量管頂端固定與否區(qū)別為標(biāo)準(zhǔn)1型與標(biāo)準(zhǔn)2型,它們的 S r 值存在較小區(qū)別,詳見表1數(shù)據(jù)。
標(biāo)準(zhǔn)型旋渦發(fā)生體斯特勞哈數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系
標(biāo)準(zhǔn)2型 S r 的平均值是0.25033,它的標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.12%;而標(biāo)準(zhǔn)1型為0.3%,現(xiàn)階段我國一般廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)1型。而標(biāo)準(zhǔn)2型在日本橫河儀表研制的渦街流量計(jì)普遍采用。
通過雷諾數(shù)的推導(dǎo)公式不難得出,檢測時,蒸汽和空氣因?yàn)檎扯鹊膮^(qū)別,會引發(fā)雷諾數(shù)存在差異。參照一般實(shí)驗(yàn)情況下三類流體介質(zhì)的工況差異,它們的運(yùn)動粘度詳見表2:
20180129145848.jpg
式中:
? 表征介質(zhì)密度;
D 表征管徑;
u 表征流速;
? 表征介質(zhì)動力粘度;
v 表征介質(zhì)運(yùn)動粘度。
水、空氣、蒸汽三種介質(zhì)工況下的運(yùn)動粘度
通過以上各參數(shù)數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn),水的運(yùn)動粘度*低,空氣*高,蒸汽介于二者之間。三者比例是1:15:4。所以若使雷諾數(shù)一致,應(yīng)使水的流速*小,空氣*大,蒸汽在區(qū)間取值。在對儀表的系數(shù)進(jìn)行檢定過程中,通常應(yīng)考慮雷諾數(shù)一致時,真實(shí)測量過程中的差異性誤差。尤其在蒸汽的測量時,儀表量程的選型是參照在空氣介質(zhì)下測量獲得的體積流量區(qū)間與蒸汽的密度乘積,推導(dǎo)出蒸汽的體積流量區(qū)間。這種算**引發(fā)差異性介質(zhì)下雷諾數(shù)的區(qū)間差異。細(xì)致分析上表可得出,只要雷諾數(shù)在既定范圍內(nèi),檢定過程中并不會由于介質(zhì)的不同造成較大的誤差,這個影響可不考慮。但雷諾數(shù)不可超出規(guī)定區(qū)間,否則會引發(fā) S r 的較大差異,造成誤差。
通過表3不難發(fā)現(xiàn),要得出渦街流量計(jì)基于*低流量的限雷諾數(shù),口徑一致情況下三類介質(zhì)的*小流速應(yīng)滿足1.0:4.0:15.0的大致比例。所以不可以將空氣介質(zhì)下的體積流量區(qū)間等同于蒸汽介質(zhì)下的數(shù)值。
3 蒸汽介質(zhì)物理特性影響分析
1873年,荷蘭杰出物理學(xué)家范德瓦爾斯特實(shí)驗(yàn)室中,發(fā)現(xiàn)了水蒸氣的物理性質(zhì),得出氣體分子間有著一定作用力,繼而推導(dǎo)出氣體的狀態(tài)方程以輔助理論驗(yàn)證,這就是杰出的范德瓦爾斯特氣體狀態(tài)方程 [5] 。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),水蒸汽的分子的體積和相互的作用力比較大,無法以理想的氣體狀態(tài)方程加以表征。參照范德瓦爾斯特公式(5)的計(jì)算過程:
20180129145922.jpg
式中:
p 為壓強(qiáng);
V 為1摩爾氣體的體積;
R 為普適氣體常數(shù);
a 為度量分子間引力的參數(shù);
b 為1摩爾分子本身包含的體積之和。
以上公式(5)中因子 a 和 b 的值因氣體的性質(zhì)不同而存在差異,一般地,氣體的分子間引力參數(shù) a 與 b 分子體積 表述如表3所示。
幾種常見氣體的范德瓦爾斯常數(shù)
范德瓦爾斯特提出,氣體分子間的吸引力與間距存在負(fù)相關(guān)性,也就是密度的概念。把此理論使用在渦街流量計(jì)的測量過程中,通過表中的數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn),水蒸汽分子間的吸引力a的數(shù)值較大,相當(dāng)于氧氣與氮?dú)獾?倍多。所以,在測量實(shí)際氣體時,基于同等壓力條件,水的分子間的吸引力的數(shù)值較蒸汽與空氣大得多,而蒸汽又顯著大于空氣。用渦街流量計(jì)進(jìn)行測量時,發(fā)生體兩側(cè)的位置因?yàn)榱魉偌哟?,引起靜壓力減小,體積擴(kuò)張,流體密度隨之減小,而水介質(zhì)由于分子間作用力大,并無明顯膨脹情況。蒸汽的分子間的吸引力比空氣大,所以前者膨脹性更低,密度變化也更小。參考流量的連續(xù)性方程得出,因?yàn)榭諝饷芏茸兓?,所以它的發(fā)生體兩側(cè)的流量變化較蒸汽介質(zhì)更大,所以它的儀表系數(shù)比蒸汽介質(zhì)變化更顯著。而氣體的可壓縮性與等嫡指數(shù)是其內(nèi)在機(jī)理,這和我們的理論研究結(jié)果相互印證。
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