渦街流(liú)量計在(zài)化工行(háng)業流量(liang)測量中(zhong)的應用(yong)
f與孔闆(pǎn)相比無(wú)需導壓(yā)管和三(sān)組閥，減(jian)少洩漏(lou)、堵塞和(hé)🙇🏻凍結等(děng)現👣象），壓(yā)力損失(shi)較小（約(yue)爲孔闆(pǎn)流量計(ji)的 1/ 4- 1/2），量程範(fan)圍寬，量(liang)程比可(ke)達 20BI(3BI)
1工作(zuò)原理
渦街(jie)流量計(jì)是基于(yu)流體振(zhèn)蕩原理(lǐ)的一種(zhǒng)新型流(liú)🚩量測量(liang)儀表。測(cè)量原理(lǐ)如圖 1所示(shì)，當在流(liú)體中插(cha)入*動方(fāng)向垂直(zhí)的非線(xiàn)性型柱(zhu)體（旋渦(wo)發生🈚體(tǐ)），在其下(xia)遊側會(huì)交替地(di)産生二(èr)列内旋(xuan)的漩渦(wo)列，稱之(zhi)爲 “卡門渦(wo)列 ”
在(zai)一定的(de)雷諾數(shù)範圍内(nèi)，漩渦的(de)釋放頻(pín)率 fv及(ji)漩渦發(fā)生體特(te)征寬度(dù) d有(yǒu)關，可用(yòng)下式表(biǎo)示：
f)))漩渦的(de)釋放頻(pín)率；
v)流(liú)過漩渦(wo)發生體(tǐ)的流體(ti)平均速(su)度；
d》 )
St)))斯特(te)羅哈數(shu) s trouhal(無(wú)量綱常(chang)數 )。
S．的(de)值與漩(xuán)渦發生(shēng)體寬度(du) d和(he)雷諾數(shù) Re有(yǒu)關。
Re<2@104時， S。爲變數(shu)； Re在(zai) 2@104 -7 @106的(de)範圍内(nèi)， S。值(zhí)基本上(shang)保持不(bu)變，這段(duan)範圍爲(wèi)流量計(ji)的基本(ben)測量範(fàn)圍。
式 (1)表明，當(dāng) d和(hé) St爲(wei)定值時(shí)，漩渦産(chǎn)生的頻(pín)率 fv成正(zhèng)比而與(yu)流體的(de)溫度、壓(yā)力、密度(du)、成分、黏(nián)度等參(cān)數無關(guān)⛷️。因🐉此🚶♀️，可(ke)以從漩(xuan)渦産生(shēng)的頻率(lü) fv，達到(dào)測量管(guǎn)道内流(liu)體的流(liu)量 Q的目的(de)。
v=f Sd (2)
Sds爲(wèi)常數，令(lìng) =去(qù) =}s，則(zé) Q=f/K
K爲(wèi)流量計(ji)的儀表(biao)系數（脈(mo)沖數／升(sheng)），通常由(you)實際流(liú)量試🔱驗(yan)💰求出。
由于(yu)漩渦發(fā)生體兩(liang)側交替(ti)産生漩(xuán)渦，該漩(xuan)渦力作(zuò)用于檢(jian)測體上(shang)，使之産(chan)生交變(biàn)應力，該(gāi)應力作(zuo)用在電(dian)元件上(shang)🚩，産生了(le)與漩渦(wo)頻率相(xiang)同的交(jiāo)變電荷(hé)信✍️号，通(tōng)過轉換(huan)器💋處理(lǐ)後，輸出(chū)與漩渦(wo)頻率柏(bǎi)同的脈(mo)沖信号(hao)或與流(liu)量成正(zhèng)比的 4- 20 mA DC信号(hào)到二次(cì)儀表，進(jìn)行累積(jī)、顯示。
2.選擇(zé)
渦(wō)街流量(liàng)的選型(xing)一般分(fen)爲型号(hào)的選擇(ze)和口徑(jìng)的選✍️擇(zé)兩步⭐。
根(gēn)據使用(yong)環境和(hé)被測流(liu)體選擇(ze)不同結(jie)構的流(liu)量計。當(dang)流量計(ji)📞周圍環(huán)境溫度(dù)低于 60 e時，流(liu)量計可(ke)選擇組(zǔ)合型，當(dang)流量計(jì)周圍環(huán)境溫度(dù)高于 60 e時，需(xū)選擇分(fèn)離型。
當使(shǐ)用環境(jing)爲易燃(ran)易爆場(chǎng)合時根(gēn)據防爆(bao)等級選(xuan)擇隔爆(bao)型或♈本(běn)安型。一(yī)般環境(jing)選擇一(yī)般型。
根據(jù)采集信(xìn)号要求(qiú)選擇不(bu)同的輸(shu)出形式(shi)，當需要(yào)流🛀量累(lèi)積時可(kě)選擇脈(mo)沖輸出(chū)型或模(mó)拟 ( 4- 20 mA
DC)輸出型(xíng)，當需要(yào)控制時(shi)可選擇(ze)模拟 (4- 20 mADC)輸出(chu)型。
2.2
渦街(jiē)流量傳(chuan)感器的(de)口徑應(yīng)根據流(liú)速、流量(liang)來合理(lǐ)選擇，并(bing)非🔞一定(dìng)要與工(gong)藝管道(dào)同口徑(jing)。由于渦(wo)街流量(liàng)計流量(liang)範圍寬(kuān)，因此口(kou)徑選擇(ze)主要是(shi)對下限(xiàn)流量。一(yī)般液體(ti)流速下(xia)限⛹🏻♀️爲 0.5 m/s，氣體(ti)在 4-5 m/s範圍内(nèi)選用，正(zhèng)常流量(liàng)在測量(liang)範圍的(de) 1/2-2／ 3之間(jian)。一般情(qíng)況下流(liu)量計生(shēng)産廠家(jiā)提供的(de)選型樣(yang)本隻給(gěi)出❌了常(chang)用流體(ti)水、壓縮(suō)空氣、飽(bǎo)和蒸汽(qi)的流量(liàng)測量範(fàn)圍，其🚶♀️他(ta)流體則(zé)需通過(guò)計算選(xuǎn)擇流量(liang)計的口(kou)徑，忽略(luè)這一點(dian)往往會(huì)造成流(liu)量計使(shi)用不正(zheng)常。
根據多(duō)次選型(xíng)的結果(guo)，筆者認(rèn)爲，适當(dāng)減小流(liú)量計口(kǒu)👈徑，使沆(hang)速和雷(lei)諾數增(zeng)大，使儀(yí)表常數(shù)*進入線(xian)性🐆，可以(yi)提高儀(yi)表💔的精(jing)度，也有(yǒu)利于信(xin)号放大(dà)器的調(diào)整。
3 . 安
渦街流(liú)量計應(ying)安裝在(zài)隔熱、通(tong)風、易維(wéi)護的地(di)方，盡量(liang)安裝在(zài)遠離振(zhen)動源和(hé)電磁幹(gan)擾較強(qiáng)的地方(fang)，振動存(cun)在的地(dì)方🥵必須(xu)采用減(jiǎn)振裝置(zhì)，減少管(guan)道受振(zhèn)📧動的影(yǐng)響。
渦街流(liu)量計在(zai)管道上(shang)可水平(ping)、傾斜或(huo)垂直安(an)裝。安裝(zhuang)🔞位置要(yao)注意，垂(chuí)直安裝(zhuang)時，液體(tǐ)介質必(bì)須從下(xià)往💯上流(liú)動：需在(zai)管🌈道上(shang)安裝溫(wēn)度、壓力(lì)傳感器(qi)或流量(liàng)🔆調節閥(fa)🔞時，應将(jiāng)溫度、壓(yā)😍力傳感(gǎn)器和調(diao)節閥安(ān)裝在流(liú)量計下(xià)遊。
直(zhí)管段長(zhǎng)度要求(qiú) fzui少(shǎo)）
上(shang)遊管道(dào)形式
同(tong)心收縮(suo)全開閥(fa)門 15 D 5D
一個 9(b彎頭(tou) 20D SD
同(tóng)心擴管(guǎn) 25D SD
同(tong)一平面(mian)兩個 9(b彎頭(tou) 25D SD
調(diao)節閥半(bàn)開閥門(mén) 50D SD
4注意事(shì)項
爲讓該(gai)種儀表(biǎo)能夠更(gèng)好地服(fu)務于化(hua)工行業(yè)流量計(ji)量工作(zuò)，根據我(wǒ)廠近幾(ji)年應用(yong)的實踐(jiàn)，以下幾(ji)方面應(ying)引起有(yǒu)關計量(liang)管理及(ji)使用部(bu)門的足(zú)夠重視(shì)。
4.1 儀(yi)表選型(xíng)
化(huà)工行業(ye)流體種(zhǒng)類較多(duō) f蒸(zhēng)汽、煤氣(qi)、水、氫氣(qi)等），輸送(song)流體的(de)管線粗(cū)細差别(bie)很大 (DN15 -DN300)，流體(ti)的物理(li)性質（如(ru)溫度、壓(ya)力、密度(dù)、黏度）和(hé)化學性(xing)質（腐蝕(shí)性）差異(yì)也很大(da)，同時流(liú)量的波(bo)動範圍(wéi)較大。因(yin)此☎️渦街(jiē)流量計(ji)的選型(xíng)是*關，也(yě)是zui重要(yào)的一關(guān)。爲此，在(zai)選型過(guo)程中應(yīng)把握住(zhù)兩條基(ji)本🈲原則(ze)：一要保(bǎo)證生産(chǎn)安全，二(er)要保證(zheng)使用精(jing)度。化工(gong)行🏒業首(shǒu)先考㊙️慮(lǜ)渦街流(liú)量計的(de)防爆性(xìng)能要滿(man)足現場(chǎng)要求，其(qi)次必須(xū)抓實三(sān)個選型(xíng)參數，即(ji)近期和(he)遠期的(de)zui大、zui小及(ji)常用瞬(shùn)時流量(liang)（主要用(yòng)于選定(ding)儀表的(de)大小規(guī)格 1、被測介(jie)質的設(shè)計壓力(li)（主要用(yong)于選定(dìng)儀表的(de)公稱壓(ya)力🌂等💋級(ji) 1、工(gōng)作壓力(li) f主(zhǔ)要用于(yu)選定儀(yi)表壓力(li)傳感器(qì)的壓力(lì)等級 1
4.2 檢定（校(xiào)準）
目前對(duì)渦街流(liú)量計的(de)現場檢(jiǎn)定還存(cun)在一定(dìng)的困難(nán)。對用于(yú)大流量(liang)的貿易(yì)計量或(huò)重要的(de)工藝過(guò)程控制(zhi)等比較(jiào)重要場(chǎng)合的流(liu)量計，現(xian)場不具(jù)備流量(liàng)在線标(biao)校條件(jian)的，僅憑(píng)生産廠(chang)家的出(chū)廠合格(gé)證明不(bú)能判定(ding)該表性(xìng)能是否(fou)合格。因(yīn)此，爲确(que)保儀表(biǎo)在🐉今後(hou)的工作(zuo)過程中(zhōng)測量結(jie)果的準(zhǔn)确🌏、可靠(kao)，安裝前(qian)有必要(yao)将其送(song)往有檢(jiǎn)定（校準(zhun)📐）資質的(de)機構進(jìn)行檢定(ding)（校準 1。
4.3工藝安(an)裝
正确選(xuan)擇安裝(zhuāng)點和正(zhèng)确安裝(zhuāng)傳感器(qi)都是非(fei)常重💁要(yao)的環節(jie)，若在安(an)裝中失(shi)誤，輕者(zhe)影響測(cè)量準确(que)度，重者(zhe)影響儀(yi)表使用(yong)壽命，導(dǎo)緻損壞(huài)儀表。要(yào)盡可能(néng)避免振(zhèn)💘動及高(gāo)溫高熱(rè)環境、遠(yuan)離幹擾(rao)元件（如(ru)壓縮機(jī)、分離器(qì)、調壓閥(fá)、大小頭(tóu)及彙管(guan)、彎頭等(děng)💜 1，保(bǎo)持儀表(biao)前後直(zhí)管段同(tong)心及内(nèi)壁光滑(hua)平直，保(bao)證被測(cè)介質爲(wei)潔淨的(de)單相流(liú)體等。
4.4參數(shù)設置
流量(liàng)計的儀(yí)表系數(shù)是在實(shi)驗室條(tiao)件下校(xiào)驗的，現(xian)場使用(yong)時🔞，應💘對(duì)儀表系(xì)數進行(háng)修正。對(duì)配套二(er)次儀表(biao)（智✉️能流(liu)量積算(suàn)儀 1的參數(shu)設定、組(zu)态工作(zuo)以及流(liú)量測量(liàng)網絡中(zhōng)各種參(cān)數設置(zhi)、軟🙇♀️件設(she)計應符(fú)合工藝(yi)和流量(liang)計要求(qiú)。
4.5後(hòu)期管理(lǐ)
爲(wei)保證儀(yi)表長期(qī)工作的(de)準确性(xing)、可靠性(xing) f1-2年），檢(jian)查儀表(biao)系數等(deng)。
4.6内(nèi)部維護(hu)
由(you)于流體(ti)髒污或(huo)其它原(yuán)因，需對(duì)儀表的(de)測量腔(qiāng)體🏃♂️及其(qí)💃構件進(jìn)行定期(qī)檢查或(huo)清洗。對(duì)于同規(guī)格的渦(wo)街流量(liang)計，其漩(xuan)☀️渦發☎️生(shēng)體、導流(liú)體等核(hé)心組件(jiàn)不能互(hù)換，否則(zé)，須重⭐新(xīn)标定儀(yi)表計量(liang)系數并(bing)對其配(pèi)帶‼️的溫(wen)度及壓(ya)爲傳感(gan)器進行(hang)系統校(xiao)正。
5存在問(wèn)題
由于渦(wō)街流量(liàng)計本質(zhi)上是流(liú)體振動(dong)型流量(liàng)計，它對(duì)外界振(zhèn)動、流體(tǐ)的流動(dòng)狀态特(tè)别敏感(gan)。不僅能(néng)感受到(dào)傳感器(qi)受到的(de)渦街🧡力(li)，還可以(yi)感受到(dào)傳感器(qì)受到的(de)💋其它力(li)📧，如管道(dào)振動、管(guan)😘道流體(tǐ)✌️的沖擊(ji)力以及(ji)由于流(liu)體壓力(li)的變化(hua)，産生📐的(de)随機脈(mò)動壓力(lì)等，現場(chang)的幹擾(rao)對流量(liàng)測量會(huì)産生很(hěn)大的影(ying)響。特别(bié)‼️是在小(xiǎo)流量測(cè)量時，由(yóu)于小流(liu)量産生(sheng)的橫向(xiang)✌️升力較(jiao)小，檢測(ce)信号微(wei)弱，極易(yi)受流體(tǐ)沖擊振(zhèn)動噪聲(shēng)和管道(dào)振動噪(zao)聲影響(xiang)🔴。也即，該(gāi)種儀表(biǎo)抗幹擾(rao)的能力(lì)還有待(dài)于進一(yī)步提高(gāo)。
另(ling)外，由于(yu)渦街流(liu)量計投(tou)放市場(chang)的時間(jiān)較短，儀(yí)表的🔴可(kě)靠性和(hé)穩定性(xing)還有待(dai)于各種(zhǒng)複雜工(gōng)況的檢(jiǎn)🧑🏾🤝🧑🏼驗：測🛀🏻量(liang)精度對(dui)流态及(ji)介質髒(zāng)污的敏(min)感程度(dù)有待于(yú)研究：現(xiàn)場檢定(dìng)方法🈲有(you)待于進(jìn)一步探(tan)索。
6結語
渦街(jie)流量計(ji)在我廠(chang)投入使(shǐ)用幾年(nian)來，計量(liàng)準确可(ke)靠，運行(háng)穩定‼️，維(wei)護簡易(yì)，在蒸汽(qì)、煤氣計(ji)量中使(shi)用效果(guǒ)較好。随(sui)着現場(chang)總線技(ji)♌術、智能(néng)儀表技(jì)術及數(shu)字信号(hao)處理技(ji)術的發(fā)展🚶，渦街(jie)流量計(ji)在耐高(gao)溫、抗震(zhèn)動、微功(gōng)耗等方(fāng)面技術(shu)也日臻(zhēn)成熟，在(zài)化工行(háng)業流⭐量(liang)測量中(zhōng)發🐇揮的(de)作用越(yuè)來越大(da)，應用前(qián)景非常(chang)廣闊。
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