蒸汽流量計工作原理
在流體中插入一物體時,流體流動受到影響,在障礙物的兩側(cè)就會交替地分離釋放出兩串旋渦,在下游形成互相平行的兩個旋渦流,稱為卡門蒸汽。障礙物就是旋渦發(fā)生體,它可以是三棱柱體,或者圓柱體。
旋渦的回旋方向,因所在旋渦流的不同而不同,,如圖所示,在上邊的一列旋渦流為順時針方向旋轉(zhuǎn),在下邊的一列則作逆時針旋轉(zhuǎn)。由于旋渦之間相互作用,其旋渦流一般是不穩(wěn)定的。但是理論和實驗證明,當滿足參數(shù)h/l=0.281(h為卡門蒸汽列的間隔,l為同列中旋渦的間隔)時,蒸汽是穩(wěn)定的,并且單側(cè)旋渦的分離釋放頻率f與流體流速v、旋渦發(fā)生體寬度d(三棱柱時為底寬,圓柱時為直徑)的關(guān)系符合下式:
f=St*v/d
式中:St-斯特勞哈爾系數(shù)
St是雷諾數(shù)Re的函數(shù),當Re=500~150000時,St=0.16(對三棱柱體)和St=0.2(對圓柱體)。在工業(yè)中檢測的流速,實際上幾乎都不超出這個范圍。
由上式可見,旋渦的分離頻率f只決定于介質(zhì)流速和和旋渦發(fā)生體寬度之比,而不受溫度、密度和粘度等影響,因此,對f進行檢測,可以得到介質(zhì)流速v,并由此求得介質(zhì)的體積流量。
蒸汽流量計的{**}點
對流體的流量準確測量是工業(yè)化生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),目前雖然流量計的種類繁多,蒸汽流量計還是因為諸多{**}點而得到廣泛的應用。
1.測量元件結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,使用壽命長,維護量小。
2.測量范圍寬,量程比一般能達到1:10。
3.流量計的體積流量不受被測流體壓力、溫度、密度或粘度等熱工參數(shù)的影響,一般不需單{**}標定,可測量液體、氣體和蒸汽的流量。
4.內(nèi)計無可動部件,也沒有阻礙流體流動的節(jié)流部件,因而造成的壓力損失小。
5.{**}度較高,可達1.5%。
蒸汽流量計安裝注意事項
正確安裝蒸汽流量計,才能得到準確的測量結(jié)果。
1.流量計避{**}安裝在溫度變化很大、含腐蝕性氣體、電磁干擾大的環(huán)境中。流量計應避開電動機、水泵等振動物體,安裝在振動較小的管道上,若振動較大,則必須加設(shè)管道支撐。
2.注意安裝時流量計上的方向箭頭指示需與流體流動方向一致。
3.流量計是速度式測量儀表,其測量{**}度受管道內(nèi)流體速度分布規(guī)律變化的影響較大,為了保證準確測量,流量計前后要保證一定長度的直管段。
4.如果流量計上游有縮管,則上游側(cè)的直管段長度{**}少為5D(D:流量計的標稱內(nèi)徑);如果流量計上游有擴管或者彎頭,則上游側(cè)的直管段長度{**}少為10D;閥門應該裝在流量計的下游,如果閥門一定要裝在流量計的上游,則上游側(cè)的直管段長度{**}少為20D;流量計下游側(cè)的直管段長度{**}少為5D。
5.流量計相鄰直管道的內(nèi)徑必須與流量計的內(nèi)徑一致,或略大于流量計內(nèi)徑,安裝時流量計的中心和管道的中心需保持一致,特別需要注意的是不要將流量計安裝的密封墊片突出到管道中,否則會影響{**}度。
6.需要測量流體壓力、溫度做溫壓補償時,將測壓孔設(shè)置在蒸汽流量計下游的2~7D之間的地方。將測溫孔設(shè)置在離測壓點下游1~2D(D:流量計的標稱內(nèi)徑)之間的地方。如圖3所示。
7.被測流體為單一狀態(tài)時,蒸汽流量計可以測量氣體、液體和蒸汽。但是在混相流的狀態(tài),流量計是不能作出準確的測量的。所以要注意不同流體要有不同安裝方式,為的就是避{**}產(chǎn)生混相流。
8.測量氣體、蒸汽時流量計的安裝方式,將流量計位置抬高,避{**}在流量計處聚集液體;圖5是測量液體時流量計的安裝方式,將流量計位置降低,避{**}在流量計處聚集氣泡。
9.蒸汽流量計一般做水平安裝,也可做垂直安裝,在垂直安裝時要使流體充滿管道,不能出現(xiàn)混相流。
10.為了增強分離型蒸汽流量計的工作穩(wěn)定性,較好將流量計傳感器上的接地端子和轉(zhuǎn)換器上的接地端子妥善接地。