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涡街流量计工作原理及优缺点介绍

来源: 金湖美高仪表有限公司

2014/8/11 8:45:07 638

一.涡街流量计工作原理

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。
每种流量计都有其各自的特点,那么在日常工况应用的流量计中,属电磁流量计、涡 街流量计应用。世界万物有其*性,必有其局限性,同样,我们仪器仪表行业中,流量计产品系列也不是十全十美的,今天就给大家谈谈常见测量气体、蒸汽流量计常用工具涡街流量计的产品缺点和优点,以方便大家在选型是做好准备。

涡街流量计是应用卡门涡街原理和现代电子技术设计而制造的一种流量计,旋涡的发生频率与

流体的速度成正比,在一定条件下,符合下式:

 

(式中f:旋涡发生频率 v:流速 d:三角柱宽度 St:斯特劳哈数)

流体旋涡对三角柱产生交替变化的压力,由压电信号传感器检测成电信号经前置放大器进行放大,

变成标准电信号输出。

VA型系列涡街流量计可以对广泛的气体(包括蒸汽)和液体进行容积计量,配接流量积算仪和温度、压力传感器可进行质量运算及各种参数显示。

二、(1)涡街流量计的优点:   

1、涡街流量计无可动部件,测量元件结构简单,性能可靠,使用寿命长; 2、涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1:10;  
3、涡街流量计的准确度较高,重复性为0.5%,且维护量小。  
4、涡街流量计造成的压力损失小;  
5、涡街流量计一般不需单独标定。  
6、涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。   
7、涡街流量计可以测量液体、气体或蒸汽的流量;   
  
(2)
涡街流量计的缺点:   
1、涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响,但液体或蒸汽的zui终测量结果应是质量流量,对于气体,zui终测量结果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流量都必须通过流体密度进行换算,必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化;  
2、造成流量测量误差的因素主要有:管道流速不均造成的测量误差;不能准确确定流体工况变化时的介质密度;将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除,涡街流量计的总测量误差会很大;   
3、抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差,甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动,使测量精度降低。大管径影响更为明显。  
4、对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕,改变几何体尺寸,对测量精度造成极大影响。  
5、直管段要求高。专家指出,涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D,才能满足测量要求;。  
6、温性能差,涡街流量计一般只能测量300℃以下介质的流体流量。

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