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在實(shí)際應(yīng)用中,往往大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值,隨著負(fù)荷的變化,小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的佳工作段,為了解決這一問(wèn)題,通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)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(jì)作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求,安裝非常方便。
為了使用方便,電池供電的本地顯示型渦街流量計(jì)采用微功耗高新技術(shù),采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購(gòu)安裝費(fèi)用,可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器,可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。原理
在流體中設(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,如圖1所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測(cè)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=SrV1/d=SrV/md (1)
式中 V1--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=πD2V/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計(jì)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(wú)量綱參數(shù),它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),
圖2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。由圖可見(jiàn),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(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí),VSF的流量計(jì)算式為(4)
圖2 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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的絕對(duì)壓力,Pa;
Tn,T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度,K;
Zn,Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見(jiàn),VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)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)。但是轉(zhuǎn)流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量,這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度,流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。
蒸汽渦街流量計(jì)口徑和流量選型表
渦街流量計(jì)
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公稱通徑DN
(mm)
|
流量范圍(m3/h)
|
||
液 體
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氣 體
|
蒸 汽
|
||
LUGB
|
250
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100~1000
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1000~8000
|
930~8000
|
LUGB
|
300
|
150~1500
|
1500~11500
|
1330~11440
|
LUGB
|
350
|
200~2000
|
2000~15600
|
1800~15600
|
LUGB
|
400
|
250~2500
|
2500~20000
|
2400~20000
|
LUGB
|
500
|
400~4000
|
4000~30000
|
3700~31800
|
LUGB
|
600
|
500~5000
|
5000~45000
|
5300~45800
|
LUGB
|
700
|
700~7000
|
7000~60000
|
7300~62300
|
LUGB
|
800
|
900~9000
|
9000~80000
|
9500~81400
|
LUGB
|
1000
|
1400~14000
|
14000~120000
|
14800~127200
|
管道情況 | 上游 | 下游 |
同心收縮管 全開閘閥 | 15D | 5D |
90℃直角彎頭 | 20D | 5D |
同平面二個(gè)90℃彎頭 | 25D | 5D |
半開閘閥 調(diào)節(jié)閥 | 50D | 5D |
不同平面二個(gè)90℃彎頭 | 40D | 5D |
帶整流管束 | 12D | 5D |
智能蒸汽渦街流量計(jì)表頭功能 :
1.液晶點(diǎn)陣漢字顯示,直觀方便,操作簡(jiǎn)潔明了;
2.帶全功能的HART協(xié)議,包含特殊命令;
3.帶溫度/壓力傳感器接口。溫度可配接Pt100或Pt1000,壓力可接表壓或絕壓傳感器,并可分段修正;
4.輸出信號(hào)多樣化,可根據(jù)客戶要求選擇兩線制4-20mA輸出、三線制脈沖輸出和三線制當(dāng)量輸出;
5.具有卓越的非線性修正功能,大大提高儀表的線性;
6.具有軟件頻譜分析功能,提高了儀表抗干擾和抗震的能力;
7.通用性強(qiáng),可與渦街、旋進(jìn)旋渦等輸出頻率信號(hào)的傳感器配套使用;
8.測(cè)量介質(zhì)廣泛,可測(cè)量蒸汽、液體、一般氣體、天然氣等,測(cè)量天然氣時(shí)有超壓縮因子修正;
9.有中英文兩種版本,供用戶選擇;
10.超低功耗,一節(jié)干電池全性能工作可維持至少3年;
11.工作模式可自動(dòng)切換,電池供電、兩線制、三線制;
12.自檢功能,有豐富的自檢信息;方便用戶檢修和調(diào)試。
13.具有獨(dú)立密碼設(shè)置,參數(shù)、總量清零和校準(zhǔn)可設(shè)置不同級(jí)別的密碼,方便用戶管理;
14.顯示單位可選擇,可自定義;
15.一體化帶溫壓補(bǔ)償功能
智能漢字屏渦街流量計(jì)