涡街流量计,是利用流体在特定条件下流动时将产生振荡,且振荡的频率与流速成比例这一原理设计的.当通流截面一定时,流速与导容积流量成正比。因此,测量振荡频率即可测得流量.这种流量计是70年代开发和发展起来的.由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点,很有发展前途。
涡街流量计适用于测量液体、气体或蒸汽,并且具有许多特点,如输出为脉冲频率信号、信号与流量为线性关系、便于总量计量、测量范围宽、压损小、精度高、无移动动部件、结构简单、便于安装维护、没有污垢问题等。不足之处为会产生噪音,而且要求流体具有较高的流速,以产生旋涡,对流场规则性要求较高,需要有较长直管段。
HTLUG/HTLCG系列智能涡街流量计,主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。采用压电应力式传感器,仪表参数能长期稳定,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。多年实践证明,涡街流量计选型(合适的测量范围)至关重要,安装时也要特别注意,有时现场调试时适当的调整是必要的,这些都是提高其使用效果的关键因素。
二、工作原理
在流体中设置三角柱型旋涡发生体(阻流体),则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,如图所示,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f,被测介质平均流速为U,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,根据卡曼涡街原理,即可得到以下关系式
f= St U1 / d = St U/ md
式中 U1--旋涡发生体两侧平均流速,m/s;
St --斯特劳哈尔数;
m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横 截面面积之比
m=1-2/π[d/D+Sin-1]
瞬时内体积流量qv为:
qv=πD2U/4=πD2mdf/4St
K=f/qv=[πD2md/4St]-1
式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。
K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。
当测量气体流量时,HTLUG的流量计算式为: 图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
QVn=QV=
式中:QVn,QV--分别为标准状态下(0oC或20oC,101.325kPa)和工况下的体积流量,m3/h;
Pn,P--分别为标准状态下和工况下的压力,Pa;
Tn,T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K;
Zn,Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。
由上式可见,HTLUG输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。
三、主要技术参数
1.主要技术参数(表1)
2.液体、工况气体流量范围
3.饱和水蒸汽质量流量范围
四、结构及尺寸
本系列涡街流量计共有两种连接方式及外形尺寸
1.卡装式 2.法兰连接式
3.球阀插入式涡街仪表安装定位尺寸
4直管度要求
法兰卡装式及法兰连接式涡街变送器(1.6Mpa)尺寸见表
符合GB/T9119-2000
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