一、插入式渦街流量計工作原理

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體(阻流體).則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。

旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d表體通徑為D.根據(jù)卡曼渦街原理.有如下關(guān)系式:

                                  f=StV/d公式(1)

   式中:

        f-發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

        St-斯特羅哈爾數(shù)(無量綱數(shù))

        V-流體的平均流速

        d-旋渦發(fā)生體的寬度

    由此可見.通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中.斯特羅哈爾數(shù)(St)是無因次未知數(shù)，圖2表示斯特羅哈爾數(shù)(St)與雷諾數(shù)(Re)的關(guān)系。

    在曲線表中St=0.17的平直部分漩渦的釋放頻率與流速成正比，即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速.由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比.稱為儀表常數(shù)(K)。見式(2)

                          K=N/Q (1/m3)公式(2)

式中:K=儀表常數(shù)(1/m3)

      N=脈沖個數(shù)

      Q=體積流量(m3)

二、插入式渦街流量計技術(shù)指標(biāo)

公稱通徑(mm)

 300~1000

公稱壓力(MPa)

 DN25-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨)，DN250-DN300 1.6(1.6協(xié)議供貨)

介質(zhì)溫度(℃)

 壓電式：-40~260，-40~320；電容式：-40~300，-40~400，-40~450

本體材料

 1Cr18Ni9Ti,(其它材料協(xié)議供貨)

允許振動加速度

 壓電式：0.2g   電容式：1.0~2.0g

精確度

 ±2.5%R，±2.5%FS

范圍度

 1:6~1：30

供電電壓

 傳感器：+12V DC，+24V DC；變送器：+12V DC，+24V DC；電池供電型：3.6V電池

輸出信號

 方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V，電流：4~20mA

壓力損失系數(shù)

 符合JB/T9249 標(biāo)準(zhǔn)Cd≤2.4

防爆標(biāo)志

 本安型：ExdIIia CT-T5 隔爆型：ExdII CT2-T5

防護(hù)等級

 普通型IP65 潛水型IP68

環(huán)境條件

 溫度-20℃~55℃，相對濕度5%~90%，大氣壓力86KPa~106KPa

適用介質(zhì)

 氣體、液體、蒸汽

傳輸距離

 三線制脈沖輸出型:≤300m兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型(4~20mA)負(fù)載電阻≤7500Ω

    插入式渦街流量儀表廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮?dú)鈿錃狻⑻烊粴狻⒚簹獾?、水和液體(如:水、汽油、酒精、苯類等)的計量和控制。

插入式渦街流量計選型

    儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作，儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行。

因此用戶和設(shè)計單位在選用本公司產(chǎn)品時，請仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對流體的工藝參數(shù)并隨時可與我公司的銷售或部門.以確保選型正確。

    一、適用流量范圍和儀表口徑的確定

    儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量儀表的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時，它的測量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測的流量范圍需要通過計算確定。

     (一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見表4，參比條件如下:

氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa(絕壓)，ρ=1.205kg/m3,υ=15×10-6m2/s。

液體：常溫水，t=20℃,ρ=998.2Kg/m3,υ=1.006×10-6m2/s。               (二)確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：

1.明確以下工作參數(shù)。

  (1)被測介質(zhì)的名稱、組份

  (2)工作狀態(tài)的zui小、常用、zui大流量

  (3)介質(zhì)的最低、常用、zui高壓力和溫度

  (4)工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度

2.渦街流量儀表測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量.因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量。相關(guān)公式如下:

  (1)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量，可通過以下公式求出工況體積流量

(2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ，可通過以下公式求出工況密度

(3)已知質(zhì)量流量0m換算為體積流量Qv

Qv=Qm×103/ρ

式中:

  Qv:介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)(Qv=3600f/K K:儀表系數(shù))

  Qo:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)

  Qm:質(zhì)量流量(t/h)

  ρ:介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)

  Po:介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3).常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度.見表5

  P:工況狀態(tài)表壓(MPa)

  t:工況狀態(tài)溫度(℃)

3.儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算.渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應(yīng)該滿足兩個條件:最小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)(Re=2×104);對于應(yīng)力式渦街流量儀表在下限流量時產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值(旋渦強(qiáng)度與升力ρv2成比例關(guān)系)。這些條件可表示如下:

由密度決定的工況可測下限流量:

由運(yùn)動粘度決定的線性下限流量:

Qv=Qo×υ/υo

式中:

  Qp:滿足旋渦強(qiáng)度要求的zui小體積流量(m3/h)

  ρo:參比條件下介質(zhì)的密度

  Qv:滿足zui小雷諾數(shù)要求的zui小線性體積流量(m3/h)

  ρ:被測介質(zhì)工況密度(kg/m3)

  Qo:參比條件下儀表的zui小體積流量(m3/h)

  υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動粘度(m2/S)

  υo:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動粘度(m2/s)

通過公式(6). (7)計算出Qp和Qv比較Qp和Qv.確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量:

Qv≥Qp:可測流量范圍為Qp~Qmax，線性流量范圍為Qv≥Qmax

Qv<Qp:可測流量范圍和線性流量范圍為Qp~Qmax

Qmax:渦街流量儀表的上限體積流量(m3/h )

4.儀表上限流量以表4中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s。液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s。

5.當(dāng)用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時，常采用的計量單位是質(zhì)量流量.即:t/h或Kg/h。由于蒸汽(過熱蒸汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計算得出

式中

   ρ:蒸汽的密度(kg/m3)

   ρo:1.205kg/m3

   Q蒸汽:蒸汽質(zhì)量流量(t/h)

6.計算壓力損失檢測壓力損失對工藝管線是否有影響.公式(單位:Pa):

△P=Cdρv2/2

式中：

△P壓力損失(Pa)  Cd:壓力損失系數(shù)

ρ：工況介質(zhì)密度(kg/m3)V:平均流速(m/s)

7.被測介質(zhì)為液體時，為防止氣化和氣蝕，應(yīng)使管道壓力符合以下要求:

   P≥2.7△P+1.3po

  式中：

△P：壓力損失(Pa)

Po:工作溫度下液體的飽和蒸汽壓(Pa絕壓) 

PO：流體的蒸汽壓力(Pa絕壓)

8.渦街流量計不適合測量高粘度液體。當(dāng)計算出的可測流量下限不滿足設(shè)計工藝要求時應(yīng)該考慮選用其它類型流量計。

9.通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求為了提高測量效果、降低造價。應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是.盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2-2/3