蒸汽流量計(jì)的測(cè)量原理與計(jì)算公式
蒸汽流量計(jì)原理和選擇方發(fā),漩渦流量計(jì)只能單向測(cè)量,安置時(shí)過細(xì)包管介質(zhì)流量偏向與流量計(jì)箭頭所示偏向一。漩渦流量計(jì)最佳安置要領(lǐng)為豎直安置,介質(zhì)自下而上議決流計(jì)。即將流量計(jì)安置在豎直管道上,流量偏向?yàn)樽韵孪蛏稀K畬庫(kù)o裝時(shí),必須將流量計(jì)裝在整個(gè)體系的高壓區(qū),并包管相應(yīng)的出口壓力;不要安置在管路的最高點(diǎn),因最高點(diǎn)每每氣體積累,管道非滿,出口不行直接放空。測(cè)高溫流體時(shí),只管即便接納豎直安置要領(lǐng);若不得不水寧?kù)o裝,請(qǐng)將流量計(jì)的變送器部門豎直向下,或水平側(cè)裝,克制溫度過高;過細(xì)安置位置處氛圍流動(dòng)或通風(fēng)良好。直管段要求:至少包管流量計(jì)前15倍管徑,流量計(jì)后5倍管徑。如流量計(jì)前有彎頭,縮進(jìn),擴(kuò)大等滋擾源,則需包管流量計(jì)前30–40倍的管徑。
(1)流量計(jì)本體最好選區(qū)用316不銹鋼資料以防腐,如是防爆區(qū)還必需是防爆結(jié)果。
(2)軸承淺近有炭化鎢,聚四氟乙烯,碳石墨三種規(guī)格:碳化鎢的精度最高,它作為工業(yè)控制的范例件;聚四氟乙烯,碳石墨能防腐,淺近在化工廠所優(yōu)先思考。軸承的壽命流速的平方成正反比,故流速最好的在最大流速的1/3速度比擬好。
(3)感到探頭是檢測(cè)篡改體的活動(dòng)并把它轉(zhuǎn)化孔板流量計(jì)為脈沖數(shù)字電旌旗暗號(hào),它電磁線圈電壓輸出值靠近正弦曲線,脈沖旌旗暗號(hào)的頻率范圍隨測(cè)量的流量巨細(xì)成線性篡改,典范的范圍為10:1,25:1 和100:1三種規(guī)格。電磁線圈的電阻淺近小于2000Ω,大于該值可以破壞。
在蒸汽流量計(jì)量中,最常用的流量計(jì)是差壓式流量計(jì)和渦街流量計(jì)。
差壓式流量計(jì)的理論依據(jù)是伯努利方程和流動(dòng)連續(xù)性方程。當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置,使部分壓力能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,產(chǎn)生差壓信號(hào),而這一差壓與流量的平方成正比,其數(shù)學(xué)模型為:
式中:qm為蒸汽質(zhì)量流量,T/h; C為流出系數(shù);ε為可膨脹性系數(shù);d為節(jié)流件孔徑,m; ρ為節(jié)流件蒸汽密度,kg/m3;△P為節(jié)流件上下游差壓,Pa;E為漸近速度系數(shù)。
渦街流量計(jì)的理論依據(jù)是流體振蕩原理。流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí),在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替,產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),可用以下公式表示:
式中:f為旋渦的釋放頻率,Hz;k為流量系數(shù),l/L; ρ為蒸汽密度,kg/m3;ν為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,m/s; d為旋渦發(fā)生體特征寬度,m;St為斯特羅哈數(shù),無量綱,當(dāng)雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi),St值約為0.2。
從式(2)和式(4)可以看出,蒸汽質(zhì)量流量與蒸汽密度直接相關(guān)。因此,必須對(duì)流量計(jì)進(jìn)行溫度(Pt100鉑電阻)或者壓力(壓力變送器)補(bǔ)償,可顯示飽和蒸汽的瞬時(shí)質(zhì)量流量、累計(jì)流量以及溫度、壓力。Pt100鉑電阻測(cè)量得到的介質(zhì)溫度信號(hào)和壓力變送器測(cè)量得到的介質(zhì)壓力信號(hào)作為密度補(bǔ)償信號(hào),渦街流量計(jì)對(duì)蒸汽流量進(jìn)行密度修正。對(duì)飽和蒸汽,蒸汽密度ρ只與壓力P有關(guān),即ρ=ρ(p);而對(duì)于過熱蒸汽,蒸汽密度ρ與壓力P的關(guān)系和溫度T有關(guān),即ρ=ρ(p,T)。
在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中我們常常會(huì)遇到需要對(duì)過熱蒸汽、飽和蒸汽流量進(jìn)行測(cè)量,那么在選擇使用什么樣的流量計(jì)時(shí),我們就會(huì)根據(jù)測(cè)量的流量大小、測(cè)量蒸汽的溫度、壓力,從而在客戶給的技術(shù)參數(shù)中計(jì)算出其需要配置何等的蒸汽流量表。那么有時(shí)候客戶要通過流量范圍讓我們生產(chǎn)廠家分析其產(chǎn)品的口徑時(shí),那么我們就要根據(jù)實(shí)際流量,查閱流量表來給客戶選擇合適的口徑,以達(dá)到測(cè)量的準(zhǔn)確度。
在選擇正確的蒸汽流量計(jì)時(shí),同時(shí)也要抱有對(duì)客戶負(fù)責(zé)的原則,無論客戶的什么工況條件我們都必須認(rèn)真的面對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié),比如正確的流量大小、測(cè)量溫度壓力等,讓客戶感覺到我們是一個(gè)可以相信的廠家,那么蒸汽流量的計(jì)算公式是什么呢?
蒸汽流量計(jì)的理論流量方程為:
式中,qf為工況下的體積流量,m3/s;D為表體通徑,mm;M為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面積之比;d為旋渦發(fā)生體迎流面寬度,mm;f為旋渦的發(fā)生頻率,Hz;Sr為斯特勞哈爾數(shù),無量綱。渦街式蒸汽流量計(jì)計(jì)的六個(gè)主要特點(diǎn)如下:
1、渦街式蒸汽流量計(jì)計(jì)的流量范圍度大、最小流量值低、不需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
2、具有完整的通徑系統(tǒng),共有20個(gè)不同通徑的傳感器。
3、渦街式蒸汽流量計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無運(yùn)動(dòng)可磨損部件,使用壽命長(zhǎng)。
4、渦街式蒸汽流量計(jì)計(jì)測(cè)量精度高,生產(chǎn)阻力損失小。
5、渦街式蒸汽流量計(jì)計(jì)安裝方便,維修量小。
6、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸流量信號(hào),可進(jìn)行集中管理。
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