现行流量计的特点以及选型

2013-10-29 11:39:15来源: 21ic
0 前言

在当前的工业生产应用中,存在着种类繁多的流量计,对设计人员选型造成了一定的难度。流量计按测量原理大致可以分为容积式、速度式、差压式、面积式、质量式等。不同类型的流量计其特点也略有不同,需针对不同的测量领域、不同的测量介质、不同的工作范围,选择不同种类、不同型号的流量计,以取得更好的测量效果。本文以几种常用的流量计为例,介绍流量计的测量原理以及主要选型特点。

1 流量计介绍

1.1 孔板流量计

孔板流量计是最常用的一种流量计,属于差压式流量计,以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础。充满管道的流体在经过管道内节流元件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴等),流体流线在节流元件处形成局部收缩,流速加快,在节流元件前后形成压差。根据压差的大小可以衡量流量的大小,如图1所示。

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图1 孔板流量计原理

计算公式为:

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式中

qm——质量流量,kg/s;
qv——体积流量,m3/s;
c——流出系数;
ε——可膨胀性系数;
β——直径比,β=d/D
d——工作条件下节流件的孔径,m;
D——工作条件下上游管道内径,m;
Δp——差压,Pa;
ρ1——上游流体密度,kg/m3。

孔板流量计一般由节流装置(节流件、测量管、直管段、流动调整器、取压管路)和差压流量计组成,对工况变化准确度要求高的场合则需配置压力计(传感器或变送器)并进行温压补偿。其主要特点是:

(1)结构易于复制,简单,牢固,性能稳定可靠。
(2)价格低廉。
(3)应用广泛,液、气、蒸汽皆可测量。
(4)准确度不高,压损大。

1.2 涡街流量计

在流体中设置漩涡发生体(阻流体),从漩涡发生体两侧交替地产生两列规则的交替排列的漩涡涡街,漩涡的分离频率与流经涡街流量传感器处流体的体积流量成正比,如图2所示。

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图2 涡街流量计原理

漩涡列在漩涡发生体下游非对称地排列,设漩涡的发生频率为f,被测流体平均速度为υ,漩涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,可得关系式:

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式中 St——斯特劳哈尔数,在ReD=2′104-7′108范围内,St可视为常数。

涡街流量计的流量方程为:

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式中

qv、qm——分别为体积流量和质量流量;
f——输出频率;
K——流量计仪表系数;
ρ——流体密度。

当测量气体流量时,涡街流量计的流量计算式为:

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式中

pn、Tn——分别为标准状态下的压力和温度;
Z、Zn——分别为工作状态下和标准状态下的气体压缩系数;
qvn——标准状态下的体积流量
p、T——分别为工作压力和温度。

主要特点:

(1)结构简单,维护方便。
(2)适用流体种类多,液、气、蒸汽皆可测量。
(3)准确度较高,测量范围宽,压损小。
(4)不适用于低雷诺数测量。
(5)抗干扰能力差。
[1] [2]

关键字:流量计  流量测量  选型管道

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/1029/article_8050.html
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