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一.渦街流量計工作原理
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。
渦街流量計是根據(jù)卡門渦街原理(Kármán Vortex Street)測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應用于自動化控制系統(tǒng)中。
渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關,可用下式表示:
式中:為旋渦的釋放頻率,單位為Hz;v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,單位為m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,單位為m;St為斯特勞哈爾數(shù)(Strouhal number),無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。
St是雷諾數(shù)的函數(shù),。
當雷諾數(shù)Re在范圍內(nèi),St值約為0.2。在測量中,要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在,此時旋渦頻率。
由此,通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v,再由式可以求出流量q,其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。
每種流量計都有其各自的特點,那么在日常工況應用的流量計中,屬電磁流量計、渦 街流量計應用。世界萬物有其*性,必有其局限性,同樣,我們儀器儀表行業(yè)中,流量計產(chǎn)品系列也不是十全十美的,今天就給大家談談常見測量氣體、蒸汽流量計常用工具渦街流量計的產(chǎn)品缺點和優(yōu)點,以方便大家在選型是做好準備。
渦街流量計是應用卡門渦街原理和現(xiàn)代電子技術設計而制造的一種流量計,旋渦的發(fā)生頻率與
流體的速度成正比,在一定條件下,符合下式:
(式中f:旋渦發(fā)生頻率 v:流速 d:三角柱寬度 St:斯特勞哈數(shù))
流體旋渦對三角柱產(chǎn)生交替變化的壓力,由壓電信號傳感器檢測成電信號經(jīng)前置放大器進行放大,
變成標準電信號輸出。
VA型系列渦街流量計可以對廣泛的氣體(包括蒸汽)和液體進行容積計量,配接流量積算儀和溫度、壓力傳感器可進行質(zhì)量運算及各種參數(shù)顯示。
二、(1)渦街流量計的優(yōu)點:
1、渦街流量計無可動部件,測量元件結構簡單,性能可靠,使用壽命長; 2、渦街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到1:10;
3、渦街流量計的準確度較高,重復性為0.5%,且維護量小。
4、渦街流量計造成的壓力損失小;
5、渦街流量計一般不需單獨標定。
6、渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數(shù)的影響。
7、渦街流量計可以測量液體、氣體或蒸汽的流量;
(2)渦街流量計的缺點:
1、渦街流量計工作狀態(tài)下的體積流量不受被測流體溫度、壓力、密度等熱工參數(shù)的影響,但液體或蒸汽的zui終測量結果應是質(zhì)量流量,對于氣體,zui終測量結果應是標準體積流量。質(zhì)量流量或標準體積流量都必須通過流體密度進行換算,必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化;
2、造成流量測量誤差的因素主要有:管道流速不均造成的測量誤差;不能準確確定流體工況變化時的介質(zhì)密度;將濕飽和蒸汽假設成干飽和蒸汽進行測量。這些誤差如果不加以限制或消除,渦街流量計的總測量誤差會很大;
3、抗振性能差。外來振動會使渦街流量計產(chǎn)生測量誤差,甚至不能正常工作。通道流體高流速沖擊會使渦街發(fā)生體的懸臂產(chǎn)生附加振動,使測量精度降低。大管徑影響更為明顯。
4、對測量臟污介質(zhì)適應性差。渦街流量計的發(fā)生體極易被介質(zhì)臟污或被污物纏繞,改變幾何體尺寸,對測量精度造成極大影響。
5、直管段要求高。專家指出,渦街流量計直管段一定要保證前40D后20D,才能滿足測量要求;。
6、溫性能差,渦街流量計一般只能測量300℃以下介質(zhì)的流體流量。
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