電磁流量計使用范疇普遍。大口徑儀表較多使用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場合,如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業(yè)的強侵蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風口冷卻水節(jié)制和監(jiān)漏,長間隔管道煤的水力保送的流量測量和節(jié)制。小口徑、細小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食物工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場合。
河南新航流量儀表有限公司
專業(yè)生產(chǎn)研發(fā): 電磁流量計、氣體流量計、渦街流量計、浮子流量計、渦輪流量計、液位計、節(jié)流裝置等
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: 王潔 賈濤
地址:河南省新鄉(xiāng)市宏力大道西段
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一、工作原理
在液體流體中設(shè)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)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。蒸汽流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質(zhì)量流量,是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
為提高液體流量計的耐高溫及抗振動性能,我公司新近開發(fā)出了HNLUG改進型蒸汽渦街流量傳感器,因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。在實際應(yīng)用中,往往zui大流量遠低于儀表的上限值,隨著負荷的變化,zui小流量又往往會低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的*工作段,為了解決這一問題,通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器,具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用,其結(jié)構(gòu)尺寸小,僅為工藝管內(nèi)徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對工藝管直管段的要求,安裝非常方便。為了使用方便,電池供電的就地顯示型蒸汽流量計采用微功耗*,采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。蒸汽流量計還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。蒸汽流量計帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標況體積流量。
二、安裝要求
(1)節(jié)流件前后的直管段必須是直的‚不得有肉眼可見的彎曲。
(2)安裝節(jié)流件用得直管段應(yīng)該是光滑的‚如不光滑‚流量系數(shù)應(yīng)乘以粗糙度修正稀疏。
(3)為保證流體的流動在節(jié)流件前1D出形成充分發(fā)展的紊流速度分布‚而且使這種分布成均勻的軸對稱形‚所以 1)直管段必須是圓的‚而且對節(jié)流件前2D范圍‚其圓度要求其甚為嚴格‚并且有一定的圓度指標。具體衡量方法:(A)節(jié)流件前OD‚D/2‚D‚2D4個垂直管截面上‚以大至相等的角距離至少分別測量4個管道內(nèi)徑單測值‚取平均值D。任意內(nèi)徑單測量值與平均值之差不得超過±0.3% (B)在節(jié)流件后‚在OD和2D位置用上述方法測得8個內(nèi)徑單測值‚任意單測值與D比較‚其zui大偏差不得超過±2% 2)節(jié)流件前后要求一段足夠長的直管段‚這段足夠長的直管段和節(jié)流件前的局部阻力件形式有關(guān)和直徑比β有關(guān)。[1]
(4)節(jié)流件上游側(cè)*阻力件和第二阻力件之間的直管段長度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不論實際β值是多少)取所列數(shù)值的1/2 (5)節(jié)流件上游側(cè)為敞開空間或直徑≥2D大容器時‚則敞開空間或大容器與節(jié)流件之間的直管長不得小于30D(15D)。若節(jié)流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時‚則除在節(jié)流件與局部阻力件之間設(shè)有附合規(guī)定的zui小直管段長1外‚從敞開空間到節(jié)流件之間的直管段總長也不得小于30D(15D)。
蒸汽流量計適用于飽和蒸汽、過熱蒸汽、壓縮空氣、混和非易燃易爆氣體和熱水的工業(yè)計量‚對上述流體的流量測量、顯示、計量及生產(chǎn)過程的在線自動控制等用途均可采用。
三、計算公式
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)平均流速為,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關(guān)系式:
f=SrU1/d=SrU/md
式中U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s;
Sr--斯特勞哈爾數(shù);
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1
式中K--流量計的儀表系數(shù),脈沖數(shù)/m3(P/m3)。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外,還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù),它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。在ReD=2×104~7×106范圍內(nèi),Sr可視為常數(shù),這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時,VSF的流量計算式為(4)
斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線式中qVn,qV--分別為標準狀態(tài)下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h;
Pn,P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力,Pa;
Tn,T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度,K;
Zn,Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見,VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量,這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,流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
四、注意事項
在計量液體時,務(wù)必使流量計傳感器始終*充滿介質(zhì),無夾帶氣體。[2]
在儀表上下游提供足夠的直管段并確保非彎曲的對稱外形。盡可能在儀表下游安裝閥門。
豎直安裝通常是優(yōu)先選擇的,向上游動的流體能確保儀表總是滿管,且介質(zhì)中的固態(tài)成分能夠均勻分布。
如有可能產(chǎn)生氣泡,應(yīng)提供氣體分離器。
在易于振動的長管路中進行安裝時,應(yīng)在流量計的上下游安裝消除器。