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涡街流量计
发布日期:2017-12-05 11:11

涡街流量计

涡街流量计是根据卡门(Karman)涡街原理研究生产的测量气体、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。主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸汽等多种介质。
 
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,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。
涡街流量计是根据卡门涡街原理(Kármán Vortex Street)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。
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:
 
式中:  为旋涡的释放频率,单位为Hz;v为流过旋涡发生体的流体平均速度,单位为m/s;d为旋涡发生体特征宽度,单位为m;St为斯特劳哈尔数(Strouhal number),无量纲,它的数值范围为0.14-0.27。
St是雷诺数的函数,  。
当雷诺数Re在  范围内,St值约为0.2。在测量中,要尽量满足流体的雷诺数在  ,此时旋涡频率  。
由此,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  可以求出流量q,其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。
 
技术指标:
 
测量介质: 气体、液体、蒸汽
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 25,32,50,80,100
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; 蒸汽流量范围见表3。
测量精度 1.0级 1.5级
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 4~20 mA,传输距离为1000m
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。
 
流量计算:
Pn,P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力,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。
 
工业应用:
 
 
 
特点
测量介质[6]  :液体、气体、蒸汽公称通径:DN15-DN300(非标产品可根据用户要求特殊定做)温度范围:-40℃~350℃ 压力规格:PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa,更高的压力规格可特殊定做范围度:正常范围1:10 扩展范围1:15压力损失系数:Cd≤2.6系统测量精度:液体、气体 示值±1%蒸汽 示值±1.5%插入式流量计示值±2.5%供电电压:传感器+12VDC、+24VDC(可选)变送器+24VDC。
现场显示型 仪表自带3.6锂电池输出信号:传感器 脉冲频率信号0.1~3000Hz 低电平≤1V 高电平≥6V。
变送器 两线制4~20mADC电流信号充许振动加速度: 压电式≤0.2g 环境温度: -40℃~55℃(非防爆场所) -20℃~55℃(防爆场所)环境湿度:相对湿度5~85%信号远传距离: ≤500m信号线接口:内螺纹M20×1.5防爆等级:iaⅡCT2-T5防护等级:普通型IP65 潜水型IP68仪表材质:转换器外壳采用铝合金,表体部分采用1Cr18Ni9Ti,也可根据用户要求采用特殊材质。
作用范围
涡街流量计流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。
工业生产过程
流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药[7]  、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。
能源计量
能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计,它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。
环境保护工程
烟气,废液、污水等的排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策,环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制,必须加强管理,而管理的基础是污染量的定量控制。
我国是以煤为主要能源的国家,全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目,每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计,组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难,它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则,气体组分变化不定,流速范围大,脏污,灰尘,腐蚀,高温,无直管段等。
交通运输
有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之,但应用并不普遍。随着环保问题的突出,管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的必备工具。
流量计对安装点上的上下游直管段一定的要求,否则会影响测量精度。

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