影響渦街流量計測量幾個(gè)因素
發(fā)布時(shí)間：2022-08-16 10:48:58
渦街流量計原理將非流線(xiàn)型堵塞液（BluffBody）垂直插入管道。當流體繞著(zhù)封閉流體流動(dòng)時(shí)，邊界層發(fā)生分離現象，形成規則的渦列。左右兩側旋渦的旋轉方向相反。這種渦旋稱(chēng)為卡門(mén)渦街， 根據卡門(mén)的研究，這些漩渦大多是不穩定的。只有當同一排中相鄰兩個(gè)渦的寬度D與距離L之比滿(mǎn)足一個(gè)常數時(shí)，渦才是穩定的（對于圓柱形渦發(fā)生器，該比值為0.281[2]
根據卡門(mén)渦街原理，渦頻f與管內平均速度u的關(guān)系為：式中：U1——旋渦發(fā)生體兩側的平均速度（ms）；D——旋渦發(fā)生體的特征度；St-Strouhal數；M-渦流發(fā)生器兩側的彎曲面積與管道橫截面積之比瞬時(shí)體積流量與渦街頻率的關(guān)系為：1000（2）由上式可知，儀表系數K為
式中：QV—通過(guò)流量計的體積流量（Ls）；F——流量計輸出信號頻率；K—渦街流量計儀表系數（1L）
由上式可以看出，當st為常數時(shí)，規范系數K只與旋渦發(fā)生體的幾何參數有關(guān)，而與流體的物理性質(zhì)和組成無(wú)關(guān)。因此，渦街流量計可以同時(shí)測量液體和氣體[3]。用水標定的渦街流量計可測量氣體
St數與雷諾數的關(guān)系可以看出，如果管道中流體的雷諾數小于5× 103，無(wú)法進(jìn)行測量，因此在選型時(shí)應注意渦街流量計的最小流量限制[4-5]。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也有一些能夠補償不同雷諾數段st值的渦街流量計生產(chǎn)廠(chǎng)家，如Endress+hause的prowirl73渦街流量計
渦街流量計結構
根據卡門(mén)渦街原理設計制造的渦街流量計，由于設計時(shí)間和產(chǎn)生方式不同，檢測方法和相應的檢測元件也不同，所以結構也不同。以差動(dòng)電容式渦街流量計為例，在渦街發(fā)生器后面安裝了差動(dòng)電容傳感器。傳感器為圓柱形，工作原理為變距。當有液體流過(guò)時(shí)，由于卡門(mén)渦街的作用，發(fā)電機后面會(huì )有一個(gè)交變的壓差，使電容傳感器左右擺動(dòng)，使兩側電容器的電容距離發(fā)生變化，從而改變電容。根據電容的變化頻率，可以得到渦街頻率。渦街流量計一般由傳感器和變送器組成。所述傳感器包括：臺體；渦流發(fā)生器；檢測元件；轉換器包括：前置放大器；濾波整形電路；端子排；存儲單元；顯示單元；通信單元等
渦街的抗振性能主要取決于其檢測原理。對于差動(dòng)電容式渦街傳感器，當外部管道發(fā)生機械振動(dòng)或流體沖擊時(shí)，無(wú)論振動(dòng)方向如何，電容檢測元件的內外電都會(huì )同時(shí)發(fā)生同一方向的振動(dòng)和變形。因為兩個(gè)電之間的相對距離保持不變，所以電容量不變。因此，差分電容渦街流量計的抗振性能優(yōu)于壓電晶體渦街流量計
渦街流量計選型渦街流量計直徑選擇不同的儀器制造商有不同的選擇方法。根據相應的選取方法，進(jìn)行詳細計算，確定直徑。流量計的直徑不應根據管道直徑盲目選擇。應注意流量計的選擇：
雷諾數限制：當雷諾數Re<5時(shí)× 當908時(shí)，渦街流量計不能測量× 當st為104時(shí)，st的非線(xiàn)性偏高，測量值偏差較大；流量限制：測量液體流量時(shí)，流量為10ms；測量氣體流量時(shí)，流量為75ms 為了使流量計的流速更大，渦街流量計應在測量精度范圍內工作，盡量選用小于公稱(chēng)直徑的流量計。如果流量計的直徑過(guò)大，流量將在下限運行，測量值將不準確
傳感器檢測元件材質(zhì)的選取
在化工場(chǎng)合，許多介質(zhì)時(shí)帶有腐蝕性的，因此在選型時(shí)應根據相應的介質(zhì)選擇相應的傳感器材質(zhì)。否則傳感器或旋渦發(fā)生體被腐蝕后，輕者會(huì )影響測量，重者使儀表無(wú)法正常測量，甚至發(fā)生介質(zhì)泄露的事故。
粘度較大或易沉淀的流體 當測量粘度較大或者易沉淀的流體，會(huì )在渦街發(fā)生體表面有粘附或沉積物時(shí)會(huì )使發(fā)生體的形狀和尺寸變化，影響儀表系數；而傳感器表面有粘附或沉淀物時(shí)，儀表的靈敏度會(huì )降低。對此建議選用其他原理的流量計，或經(jīng)常清洗流量計傳感器和旋渦發(fā)生體。
渦街流量計 的安裝要點(diǎn)選擇合理的安裝場(chǎng)所。如避開(kāi)強電力設備、高頻設備、強電源開(kāi)關(guān)設備；避開(kāi)高溫熱源和輻射熱源的影響；避開(kāi)強烈振動(dòng)。
上下游直管段滿(mǎn)足要求。不同的阻流件對流場(chǎng)的影響是不一樣的，在突縮和突擴管段可能在肩部形成二次流，在彎管位置在流動(dòng)方向突然改變的彎管內外側將形成二次流，在流通截面積突然改變的閥門(mén)位置流動(dòng)也將受到影響。因此不同阻流件對直管段的要求也不同，如流量計前有一個(gè)彎頭時(shí)，前面的直管段要求20倍的管道內徑，后面的直管段要求5倍的管道內徑。而流量計前有兩個(gè)彎頭時(shí)，前面的直管段要求40倍的管道內徑，后面的直管段要求5倍的管道內徑。有振動(dòng)的管道，渦街流量計 表頭水平安裝，對于振動(dòng)較強的管系，設置減振裝置。如有可能安裝旁通管，便于檢修。測量含有少量異相的流體時(shí)，注意傳感器的安裝位置。如測量介質(zhì)中還有固體物時(shí)，流量計應安裝在不易沉淀的地方；而測量介質(zhì)為氣體，其中含有液體時(shí)，應在流量計前安裝排放閥，否則會(huì )產(chǎn)生氣錘，損壞傳感器。介質(zhì)溫度較高時(shí)，流量計表頭向下安裝，或選用分體式流量計。渦街流量計信號傳輸電線(xiàn)應采用金屬屏蔽電線(xiàn)，要有良好的接地措施。遵循一點(diǎn)接地原則。管道隔熱保溫。一般測量蒸汽時(shí)，管道隔熱保溫是防止能量散失的重要手段，當對渦街流量計 進(jìn)行隔熱處理時(shí)，應確保渦街流量計 的傳感器和電路部分暴露在外，確保熱量向外射以防止儀表電子部件過(guò)熱。為防止氣穴現象發(fā)生，渦街流量計 進(jìn)口壓力要滿(mǎn)足要求：
