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涡街流量计

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-12 03:17
tags:

-

2021年2月12日发(作者:vacuum)


涡街流量计



科技名词定义



中文名称:



涡街流量计



英文名称:



vortex- shedding flowmeter


定义:



在流体中安放一个非流线型旋涡发生体,使流体在发生体两侧交替地分离,释放出


两串规则地交错排列的旋涡,


且在一定范围内旋涡分离频率与流量成正比的流量 计。



所属学科:



机械工程


(一级学科);工业自动化仪表与系统(二级学科);流量测量仪表< /p>


-


流量


测量仪表名称(三级学科)



本内容由


全国科学技术名词审定委员会< /p>


审定公布



百科名片




涡街流量计





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。


仪表


参数能长期稳定。

< br>涡街流量计采用压电应力式


传感器


,

可靠性高


,


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

< p>
计算机


等数字系统配套使用


,

是一种比较先进、理想的测量仪器。



目录



涡街流量计简介



涡街流量计的应用



产品选型



涡街流量计主要存在问题及其解决方法



涡街流量计原理(图)



涡街流量计的流量计算和公式



涡街流量计的检定



涡街流量计的安装要求



涡街流量计简介



涡街流量计的应用



产品选型



涡街流量计主要存在问题及其解决方法



涡街流量计原理(图)



涡街流量计的流量计算和公式



涡街流量计的检定



涡街流量计的安装要求



工业应用



分体式涡街流量计特点及选型参数



作用范围



展开







温压补偿一体化涡街流量计





涡街流量计





插入式涡街流量计





涡街流量计




编辑本段


涡街流量计简介



涡街流量计的分类





插入式涡街流量计、温压补偿


一体化 涡街流量计







油壬连接式涡街流量计




原理




< /p>


在流体中设置三角柱型旋涡发生体,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,如右图所示,旋涡列 在旋涡发生


体下游非对称地排列。





参数及要求





◆测量介质:



气体、液体、蒸气





◆ 连接方式:


法兰


卡装式、法兰式、插入式






口径


规格



法兰卡装式口径选择


25,32,50,80,10





法兰连 接


式口径选择


100,150,200



ABGUG


涡街流量计工作原理图




◆流量测量范围



正常测量流速范围



雷诺数

< p>
1.5×104~4×106;气体


5



50m/s;


液体


0.5


7m/s




正常测量流量范围



液体、

< p>
气体流量测量范围见表


2




蒸气流量范围见



3


















◆测量精度


1.0



1.5




◆被测介质温度


:


常温


–25℃~100℃




高温


–25℃~150℃


-


25℃~250℃



◆输出信号



脉冲电压输出信号



高电平

< p>
8



10V


低电平


0.7



1.3V

◆脉冲占空比约


50%,


传输距离为


100m



脉冲电流


远传信号< /p>


4



20 mA,


传输距离为


1000m


◆< /p>


仪表


使用环境



温度


:-


25℃~+55℃



湿度


:5


~90% RH50℃



◆材质



不锈钢


,


铝合金





◆电源


DC24V


或锂电池


3.6V




◆防爆等级



本安型


iaIIbT3-T6




防护等级


IP65


涡街流量计是根据卡门(


Karman


)涡街原理测 量气体、


蒸汽或液体的


体积


流量、标况 的体积流量或


质量流量


的体积流量计。并可

作为流量


变送器


应用于自动化控制系统中。





该仪表采用先进的差 动技术,配合隔离、屏蔽、滤波等措施,克服了


同类产品抗震性差、小信号数据紊乱等问 题,并采用了独特的


传感器


封装


技术和 防护措施,保证了产品的可靠性。产品有基本型和复合型两种型式,


基本型测量单一流量 信号;复合型可同时实现温度、压力、流量的测量。


每种型式都有整体、分体结构,以适 应不同的安装环境。





涡街流量计的测量原理饱和蒸汽流量测量在


80


年代人们普遍采用标准


孔板流量计,但从


流量仪表


发展状况来看,孔板流量计尽管其历史悠久、


应用范围广;人们对它的研究也 最充分,试验数据最完善,但用标准孔板


流量计来测量饱和蒸汽流量,它仍存在一些不足 之处:其一,


压力损失



大;其二,导 压管、三组间及连接接头容易泄漏;其三,


量程


范围小,一


般为


3



1


,对流量波动较大易造成测量值偏低。而涡街流量计具有结构简


单,涡 街变送器直接安装于


管道


上,克服了


管 路


泄漏现象。另外,涡街流


量计的压力损失较小,量程范围宽, 对饱和蒸汽测量


量程比


可达


30



1



因此,随着涡 街流量计


测量技术


的成熟,涡街流量计的使用越来越受到人


们的青睐。





涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的,流体在管道中经过涡

街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两


列旋涡,旋 涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体


特征宽度有关,可用下式表 示:





f



Stv



d




式中


:f


为旋涡的释放频率,


Hz



v


为流过旋涡发生体的流体平均速度,


m/ s



d


为旋涡发生体特征宽度,


m



St


为斯特罗哈 数,无量纲,它的数值


范围为


0.14



0.27



St

是雷诺数的函数,


St=f



l/ Re


)。





当雷诺数


Re



102~105


范围内,


St


值约为


0.2


,因此,在测量中,要


尽量满足流体的雷诺数在


102~105


,旋 涡频率


f



0.2v/d






由此可知,通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平


均速度


v


,再由式


q=vA


可以求出流量


q


,其中


A

< p>
为流体流过旋涡发生体的


截面积。



编辑本段


涡街流量计的应用





1




涡用流量计的选择






1


)涡街 流量变送器的选择




< p>
我公司在饱和蒸汽测量中采用明通仪表有限公司生产的


VA


型压电式涡


街流量变送器,由于涡街流量计量程范围宽,因此,在实际应用中, 一般


主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限,也就是说必须

< p>
满足流体流速不得低于


5m/s


。根据用汽量的大 小选用不同口径的涡街流量


变送器,而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。< /p>






2



压力补偿


压力 变送器的选择





由于饱和蒸汽管路长,压力波动较大,必须采用压力补偿,考虑到压


力、温度及


密度


的对应关系,测量中只采用压力补偿即可,由于明通公司< /p>


管道饱和蒸汽压力在


0.3


< p>
0.7MPa


范围,


压力变送器的量程选择


1MPa


即可。






3



显示仪表


选择





显示仪表智能流量显示仪,具有稳压补偿、瞬时流量显示和累 积流量


积算


功能。





2




涡街流量计的多数设定












1


)仪表系统的设定,


合肥


仪表总厂需设定的仪表



系数


K


可用下式表示:



K= 1000/K0


式中:


K0


为涡街 发生体在出厂时标定的仪表常数,


L/


脉冲;

< br>k


的单位


为脉冲数


/m3







2


)压力补偿压力变送器的量程设定。






3


)压力、流量报警上限设定。





3


、涡街流量计的安装






1


)涡街流量计尽量安装在远离振动源和电磁干扰较强的地方,振动


存 在的地方必须采用减振装置,减少管道受振动的影响。






2


)直管 段的配置,前后直管段要满足涡街流量计的要求,所配管道


内径也必须和涡街流量变送器 内径一致。





4


、涡街流量计使用注意事项





尽量减少管道内汽锤对涡街发生体 的冲击。振动较大而又无法消除时,


不宜采用涡街流量计





※原理





在流体中设置三角柱型旋涡发生体 ,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,如右图所示, 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



,旋涡发生体迎流面宽


度为


d


,表体通 径为


D


,即可得到以下关系式:





f=SrU1/d=SrU/md



1






式中


< /p>


U1--


旋涡发生体两侧平均流速,


m/ s






Sr--


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





管道内体积流量


qv





< br>qv=


π


D2U/4=


π


D2mdf/4Sr (2)




K=f/qv=[


π


D2md/4Sr]-1 (3)




式中


K--


流量计的仪表系数,脉冲 数


/m3



P/m3

< br>)。




< br>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。

< p>
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



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,



ReD=2×104~7×106

< br>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,


VSF


的流量计算式为 图


2


斯特劳哈尔数与雷诺数关系


曲线


式中


qVn



qV--


分别为标准状态下(


0oC



20oC



101.325kPa< /p>


)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绝对压力,


Pa






Tn


,< /p>


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,


VSF


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。




< br>涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型


流量计。因其 具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量


蒸汽、空气、气体、水、液体 的工况体积流量,配备温度、压力传感器可


测量标况体积流量和质量流量,是

< p>
节流式流量计


的理想替代产品。





为提高涡街流量计的耐高温及抗振 动性能,我公司新近开发出了


SDLU


改进型涡街流量传感器, 因其独特的结构和选材使该传感器可在高温


(350℃)、强振动(≤1g)的恶劣工况 下使用。




在实际应用中,往往最大流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,


最小流量


又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的最佳工作段,


为了 解决这一问题,通常采用在测量处缩径提高测量处的流速,并选用较


小口径的仪表以利于 仪表的测量,但是这种变径方式必须在变径管与仪表


间有长度为


15D


以上的直管段进行整流,使加工、安装都不方便。我公司


研制的纵断面形状为圆弧的


LGZ


变径整流器,具有整流、提高 流速及改变


流速分布多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的


1/3


,与涡街流量计


作成一体,不仅不需要另外附加一段直 管段,还可以降低对工艺管直管段


的要求,安装非常方便。





为了使用方便,电池供电的本地显 示型涡街流量计采用微功耗高新技


术,采用锂电池供电可不间断运行一年以上,节省了电 缆和显示仪表的采


购安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街 流


量计还带有温度传感器,可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,


从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,


用于 气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力,从而显示气体的


标况体积流量。





◆测量介质:气体、液体、蒸气





◆口径规格法兰卡装式口径选择


25 ,32,50,80,100




◆法兰连接式口径选择


100,150,200




◆流量测量范围正常测量流速范围


?


雷诺数


1.5×104~4×106 ;气体


5



50m/s;


液体


0.5



7m/s




正常测量流量范围液体、气体流量 测量范围见表


2


;蒸气流量范围见表


3




◆测量精度


1.0



? 1.5






◆被测介质温度


:

< br>常温–25℃~100℃





◆高温–25℃~150℃


-


25℃~250℃





◆输出信号脉冲电压输出信号高电 平


8



10V


低电平


0.7



1.3V




◆脉冲占空比约

< br>50%,


传输距离为


100m




◆脉冲电流远传信号


4



20 mA,


传输距离为


1000m
















◆仪表使用环境温度


:-

< p>
25℃~+55℃ 湿度


:5


~90% RH50℃



◆材质不锈钢


,


铝合金



◆电源

DC24V


或锂电池


3.6V


◆防爆等级本安型


iaIIbT3-T6


防护等级


IP65


LUCB


型插入式涡街




LUCB


型插

入式涡街



O


020


025


030


口径



200mm


250mm


300mm


035


040


045


050


060


070


080


085


090


100


150


160


170


180


190


200


350mm


400mm


450mm


500mm


600mm


700mm


800mm


850mm


900mm


1000mm


1500mm


1600mm


1700mm


1800mm


1900mm


2000mm


编辑本段


产品选型






代号



通径



流量范围



/h


LU-25


DN25


1~10(< /p>




)


25~ 60


(气


体)



蒸汽流量


请查看说


明书,


DN30< /p>


0


以上推荐


使用插入

式涡街流


量计



LU-32


DN32


1.5~18(




)


2.2~27(




)


4~55(

< br>液



)


9~135(




)


14~200 (




)


3 2~480(




)


56~800(




)


功能


1



15~150


(气



体)



22.6~150


(气体)



LU-40


DN40



LU-50


DN50


35~350


(气



体)



90~900


(气



体)



140~1400


(气体)



300~3000


(气体)



550~5500


(气体)



LU-80


DN80


LU-100


DN100



LU-150


DN150



LU-200


DN200




N


代号



无温压补




有温压补




代号



4-20mA








Y






F1


输出型号







出(二线


制)



F2


4-20mA



出(三线


制)



RS485< /p>


通讯


接口



代号



液体



气体



蒸汽



代号



法兰卡装




法兰连接




代号



1.0




1.5




常温



高温



蒸汽



1.6MPa







F3






J1


J2


J3



L1


被测介质













连接方式








L2






E1


E2


T1


T2


T3


P1


功能


2





















P2


P3


D1


2.5MPa


4.0MPa


内部


3.6V


供电











D2


B1


B2


















DC24V


供电




不锈钢



碳钢











选择涡街流量计所需要的参数:



1


、管道的口径


< br>2


、被测介质的名称(蒸汽要注明是饱和蒸汽还是过热蒸汽)


3


、被测介质的工作压力



4


、被测介质的工作温度



5


、被测介质的工作流量



饱和蒸汽密度、压力、温度一览表




压力


kgf/


m3


2.0245


2.1561


2.2947


2.4404


2.5935


2.7544


2.9233


密度


kg/m


3


1.121


1.189


1.261


1.336


1.414


1.496


1.582


温度℃



压力


kgf/


m3


9.101


9.317


9.538


9.763


9.992


10.225


10.462


密度


kg/m


3


4.617


4.721


4.829


4.936


5.045


5.157


5.271


温度℃



120


122


124


126


128


130


132


175


176


177


178


179


180


181

-


-


-


-


-


-


-


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本文更新与2021-02-12 03:17,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/640793.html

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