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渦街流量計(jì)工作原理

更新時(shí)間:2022-03-28  |  點(diǎn)擊率:1936

一、渦街流量計(jì)工作原理

在流體中插入一物體時(shí),流體流動(dòng)受到影響,在障礙物的兩側(cè)就會(huì)交替地分離釋放出兩串旋渦,在下游形成互相平行的兩個(gè)旋渦流,稱為卡門渦街。障礙物就是旋渦發(fā)生體,它可以是三棱柱體,或者圓柱體。

旋渦的回旋方向,因所在旋渦流的不同而不同,,如圖所示,在上邊的一列旋渦流為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),在下邊的一列則作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。由于旋渦之間相互作用,其旋渦流一般是不穩(wěn)定的。但是理論和實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)滿足參數(shù)h/l=0.281(h為卡門渦街列的間隔,l為同列中旋渦的間隔)時(shí),渦街是穩(wěn)定的,并且單側(cè)旋渦的分離釋放頻率f與流體流速v、旋渦發(fā)生體寬度d(三棱柱時(shí)為底寬,圓柱時(shí)為直徑)的關(guān)系符合下式:

f=St*v/d

式中:St-斯特勞哈爾系數(shù)

St是雷諾數(shù)Re的函數(shù),當(dāng)Re=500~150000時(shí),St=0.16(對(duì)三棱柱體)和St=0.2(對(duì)圓柱體)。在工業(yè)中檢測(cè)的流速,實(shí)際上幾乎都不超出這個(gè)范圍。

由上式可見,旋渦的分離頻率f只決定于介質(zhì)流速和和旋渦發(fā)生體寬度之比,而不受溫度、密度和粘度等影響,因此,對(duì)f進(jìn)行檢測(cè),可以得到介質(zhì)流速v,并由此求得介質(zhì)的體積流量。

二、渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 渦街流量計(jì)測(cè)量元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠,使用壽命長(zhǎng),維護(hù)量小。

1.2 渦街流量計(jì)測(cè)量范圍寬,量程比一般能達(dá)到1:10。

1.3 渦街流量計(jì)的體積流量不受被測(cè)流體壓力、溫度、密度或粘度等熱工參數(shù)的影響,一般不需單獨(dú)標(biāo)定,可測(cè)量液體、氣體和蒸汽的流量。

1.4 渦街流量?jī)?nèi)計(jì)無可動(dòng)部件,也沒有阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件,因而造成的壓力損失小。

1.5 渦街流量計(jì)精度較高,可達(dá)1.0%。

三、渦街流量計(jì)的使用注意事項(xiàng)

2.1 渦街流量計(jì)正常工作時(shí),對(duì)流速下限有一定要求,所以選擇流量計(jì)通徑時(shí)不能根據(jù)原管道通徑選擇,而要考慮流體的粘度和密度,根據(jù)較小流量、較大流量、常用流量等來選擇流量計(jì)的通徑,而且要使常用流量處在可測(cè)量范圍的20%以上。

2.2 渦街流量計(jì)出廠時(shí)廠家已經(jīng)根據(jù)訂貨要求對(duì)流量計(jì)進(jìn)行了參數(shù)設(shè)定,用戶無需修改。但如果訂購自帶顯示表頭的渦街流量計(jì),一是用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況或在改變管道條件時(shí)對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的設(shè)定,從而得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,二是用戶可以直接在現(xiàn)場(chǎng)從表頭讀取瞬時(shí)流量和累積流量。

2.3 用戶在表頭設(shè)定的主要參數(shù)有:顯示方式、流體類型(氣體、液體和蒸汽)、流量單位、工況壓力、工況溫度、工況密度、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)壓力、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度等,對(duì)于其他一些系統(tǒng)參數(shù),除非有深刻準(zhǔn)確的理解,一般不能隨意改動(dòng)。

2.4 渦街流量計(jì)是一種速度式流量計(jì),因此所得的流量實(shí)際上是工況條件下的體積流量Qf。對(duì)于氣體而言,有時(shí)為了便于比較或結(jié)算,需將Qf轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0℃,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)下的標(biāo)準(zhǔn)體積流量Qn,Qf和Qn的關(guān)系式為:

Qn=■×■×■×Qf (Nm3)/h

式中:P-工況壓力(MPa);T-工況溫度(℃);K-偏差系數(shù),和氣體壓力及氣體種類有關(guān)。

四、渦街流量計(jì)安裝注意事項(xiàng)

正確安裝渦街流量計(jì),才能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

3.1 渦街流量計(jì)避免安裝在溫度變化很大、含腐蝕性氣體、電磁干擾大的環(huán)境中。流量計(jì)應(yīng)避開電動(dòng)機(jī)、水泵等振動(dòng)物體,安裝在振動(dòng)較小的管道上,若振動(dòng)較大,則必須加設(shè)管道支撐。

3.2 注意安裝時(shí)流量計(jì)上的方向箭頭指示需與流體流動(dòng)方向一致。

3.3 渦街流量計(jì)是速度式測(cè)量?jī)x表,其測(cè)量精度受管道內(nèi)流體速度分布規(guī)律變化的影響較大,為了保證準(zhǔn)確測(cè)量,流量計(jì)前后要保證一定長(zhǎng)度的直管段。

如果流量計(jì)上游有縮管,則上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為5D(D:流量計(jì)的標(biāo)稱內(nèi)徑);如果流量計(jì)上游有擴(kuò)管或者彎頭,則上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為10D;閥門應(yīng)該裝在流量計(jì)的下游,如果閥門一定要裝在流量計(jì)的上游,則上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為20D;流量計(jì)下游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為5D。


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