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渦街流量計

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渦街流量計

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添加時間:2018-11-27
產品詳細信息

一、工作原理

智能渦街流量計的基本原理是卡門渦街原理,即“渦等旋渦分離頻率與流速成正比”。

流量計流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同,如圖一所示,流通本體內插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質流動方向垂直,底面迎向流體。

當被測介質流過柱體時,在柱體兩側交替產生旋渦,旋渦不斷產生和分離,在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實驗已證明,旋渦分離的頻

率與柱側介質流速成正比。

                  F=Sr

式中:f——柱體側旋渦分離的頻率(Hz

      V——柱側流速(m/s)     d——柱體迎流面寬度(m);

      Sr——斯特勞哈爾數,是一個取決于柱體斷面形狀而與流體性質和流速大小基本無關的常數,Sr0.170.18

 

圖一 圓管內的渦街

智能渦街流量計的設計柱寬d與流通管直徑D具有固定的比值,因此,流經管內的平均流速V與柱側流速V有固定的比值:

由于上式中,d和D都是已知的結構尺寸,而Sr是常數,因此測得旋渦分離頻率f,便測得了管內平均流速,從而測得流量Q:

Q=3600F·V (m3/h

式中:F——流量計流通本體的流通面積(m2

V——流量計流通本體的平均流速(m/s

旋渦交錯分離,在柱體兩側及柱體后面的尾流中產生脈動的壓力,設在柱體內部(或后面)的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用,使埋設在探頭內的壓電晶體元件受到交變應力而產生交變電荷信號。檢測放大器將交變電荷信號進行變換、放大、濾波和信號整形處理后,輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電流(或電壓)脈沖信號。流量計輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體。一段時間內的輸出總脈沖數,將代表這段時間內流過流量計的流體總體積。

 

 

二、主要參數及技術指標

1、 使用條件及技術參數

環境溫度:-40℃~55℃;  相對濕度:5%~90%;

大氣壓力:86~106kPa

被測流體是單相流體或可以認為是單相的流體;

流量計上下游有符合表1規定的直管段。

表1 儀表安裝的直管段要求(D為管道內徑)                       

表1

管道情況

上游

下游

同心收縮管,全開閘閥

15D

5D

90°直角彎頭

20D

5D

同平面兩個90°彎頭

25D

5D

半開閘閥

50D

5D

不同平面兩個90°彎頭

40D

5D

帶整流管束

12D

3D

2、 技術參數

公稱通徑:25~300mm;              公稱壓力:2.5MPa4.0MPa

測量介質:液體、氣體、蒸氣;       精度等級:1.0級;

介質溫度:-40℃~+320℃;          重復性:≤0.2%

線性度:≤±1.0%;                 本體材質:1Cr18Ni9Ti

連接方式:法蘭卡裝式;             負載電阻:最大負載電阻不超過350Ω

供電電源:24VDC;                  輸出信號:電流脈沖;

流量范圍:見表2及其說明A與B

表2  LUGB系列流量計范圍表                                        表2

流量計型號

公稱通徑DN

(mm)

流量范圍(m3/h)

液體

氣體

蒸汽

LUGB-2000

10

0~3

1~50

160

LUGB-2000

15

0~5

1~60

1~80

LUGB-2000

20

0~8

5~100

5~100

LUGB-2002

25

0.5~15

~136

5~120

LUGB-2004

40

1~36

8~360

6~286

LUGB-2005

50

2.7~56

3.5~420

10~380

LUGB-2006

65

3.1~90

10~710

10~656

LUGB-2008

80

3.1~130

10~1360

10~1030

LUGB-2010

100

5~200

25~2100

30~1630

LUGB-2012

125

5~300

30~2800

50~2360

LUGB-2015

150

5~420

80~4100

100~3860

LUGB-2020

200

10~780

200~8600

200~6860

LUGB-2025

250

20~1460

300~14430

300~1250

LUGB-2030

300

50~2100

300~18850

300~16000

注1:表2中所列流量范圍是在下述狀態下標定的:

對于氣體是在溫度為0℃,1個標準大氣壓下的空氣(ρ0=1.293kg/m3);

對于液體是為4℃的水(ρ0=1000kg/m3);

對于蒸汽是絕對壓力為0.4Mpa的干飽和蒸汽(ρ0=2.1628kg/m3);

當介質條件不是上述條件或用于其它介質時,流量計的流量范圍受到密度和粘度影響。此時,流量范圍按以下方法確定:

說明:A、下限流量:

(1) 可根據表2給出的下限流量Qmin,基準介質密度ρ0(氣體ρ0=1.293kg/m3;液體ρ0=1000kg/m3;蒸汽ρ0=2.1628kg/m3)和使用介質密度ρ,按下式計算不同使用介質密度下限流量Qminρ;

Qminρ=Qmin ρ0/ρ(m3/h

(2) 可根據使用介質的運動粘度ν,按下式計算粘度下限流量Qminν

Qminν=6ν×104m3/h

式中:D——管道內徑(mm) ν——運動粘度(m2/s)

比較Qminρ和Qminν,其中取數值較大的一個作為該型號流量計在該種介質使用時的下限流量。

說明:B、上限流量

各種不同介質的使用上限流量如表2所示。一般情況下,液體的上限流速為6m/s;氣體或蒸汽的上限流速為45m/s

注2:智能渦街流量計的阻力系數Cd=2.2:流量計在不同的流量下的阻力損失可按下式計算:

 

式中:△P——阻力損失(Pa

      ρ——介質密度(kg/ m3

       V——管內平均流速(m/s

注3:使用介質為液體時,為防止氣化和氣蝕,應使流量計處的流體壓力P滿足下式要求:

P>2.6P+1.25Ps

式中:△P——壓力損失計算值;

      Ps——與工作溫度對應的該液體的飽和蒸汽壓(kPa);

      P——流體壓力(kPa

圖二 傳感器的結構圖

 

 

1、蓋子;2、外接導線端子;3、外接導線引出孔;4、探頭引線;5、放大器殼體;6、放大器線路板;7、壓緊螺塞;8、鋼墊圈;9、橡膠密封墊;10、支承桿;11、鎖緊螺母;12、M6內六角螺栓;13、墊圈φ6;14、流通本體;15、旋渦發生體(△柱或T形柱);16、上游工藝管道;17、M5內六角螺栓;18、墊圈φ5;19、探頭;20、密封墊圈;21、石棉橡膠墊圈;22、凹面安裝法蘭;23、雙頭螺栓螺母;24、下游工藝管道。

 


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