常见流量计的应用

2013-10-21 11:51:43来源: 21ic 关键字:流量计  流量检测  流体流量
测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表,流量计是工业测量中重要的仪表之一,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、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。为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过60多种。按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为:差压式流量计涡街流量计、涡轮流量计、浮子流量计、数字靶式流量计、电磁流量计超声波流量计

1 差压式流量计

1.1 差压式流量计

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计是工业上使用最多的流量计之一,其测量精度是由其测量原理、结构、制造工艺水平、被测流体的性质和使用条件等决定的差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、V锥流量计等。

1.1.1 孔板流量计

孔板流量计的工作原理:在流体的流动管道上装有一个节流装置,其内装有一个孔板,中心开有一个圆孔,其孔径比管道内径小,在孔板前流体稳定的向前流动,流体流过孔板时由于孔径变小,截面积收缩,使稳定流动状态被打乱,因而流速将发生变化,速度加快,气体的静压随之降低,于是在孔板前后产生压力降落,即差压(孔板前截面大的地方压力大,通过孔板截面小的地方压力小)。差压的大小和流体流量有确定数值关系,即流量大时,差压就大,流量小时,差压就小。流量与差压的平方根成正比

1.1.2 V锥流量计

V形锥流量计源于美国MCROMETER,是一种极具优势的新型差压式流量仪表。从二十几年前诞生开始,就以其常规差压仪表无法相比的的诸多优点,迅速在流量测量领域得到广泛的应用和好评。V锥流量计是一种全新的差压式流量计量装置,它以独特的边壁逐步收缩节流方式,一改传统节流装置的几乎所有的缺点,是差压流量计革命性成果。其原理与其他差压式流量计一样,是经典的密闭管道中能量守恒原理和流动连续性原理,并具有自整流、自清洗、自保护功能;直管段要求极短,无积污、堵塞,可保持长期稳定性

V锥流量计其工作原理和孔板流量计相同。介质通过V锥时,由于阻流件V锥的存在,使得流体的流过面积发生变化,流速发生变化,根据伯努利方程,流速变化引起了压力的变化,该压力的变化与流速之间有一定的关系。通过测量该压力差达到测量流量的目的。虽然与孔板原理一样,但是最本质的区别在于孔板为中心收缩型节流装置,而V锥为边壁收缩型节流装置[2]。

V锥和孔板比较,V锥的信噪比要小的多。由于信噪比小,V锥在小流量测量时,即使测量的差压在较小的工况下也可以精确地进行测量。

V锥流量计也有一些缺点,例如:需要标定、售价较高等。

2 涡街流量计

2.1 涡街流量计特点

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,重复性好,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。

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:

newmaker.com

式中:f—旋涡的释放频率,Hz;
v—流过旋涡发生体的流体平均速度,m/s;
d—旋涡发生体特征宽度,m;
St—斯特罗哈数,无量纲,它的数值范围为0114~0127。

St是雷诺数的函数,St=f(1/Re)。当雷诺数Re在102~105范围内,St值约为012,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=0.12v/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为流体流过旋涡发生体的截面积[3]。
[1] [2]

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编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/1021/article_8000.html
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