管道式涡街流量计是一种测量流体流量的仪表,其工作原理基于卡门涡街原理。
工作原理:当介质以一定速度流过三角柱体时,在三角柱体两侧后面产生一个交替排列的旋涡带,称之为“卡门旋涡”,由于旋涡发生体两侧交替产生旋涡,于是在发生体两侧产生压力脉动,从而使检测体产生交变应力,封装在检测探头体内的压电元件在交变应力的作用下,产生与旋涡同频率的交变电荷信号,放大器将这种电荷信号进行放大、滤波、整形,最后输出与介质流速成正比的脉冲信号,送至积算仪进行处理和显示。
在一定雷诺数范围内(2×104 ~7×106)旋涡的释放频率f与流体流速v及旋涡发生体的迎流面宽度d之间关系,可用下式表示:f=Sr·V/ d,式中f-卡门旋涡的释放频率;Sr-系数(称为斯特劳哈尔数),V-流速,d-三角柱体的宽度。
斯特劳哈尔数是旋涡流量计的重要系数。在曲线的Sr≈0.16的平直部分,所以只要准确测出频率f,就可以测出流体流速v=f·d/Sr,从而达到测量管道内流体流量的目的,即:Q=3.6×f/k(1)(k-仪表系数,次/升。
一、管道式涡街流量计具有以下优点:
(一)结构简单而牢固,无可动部件,可靠性高,长期运行十分可靠。
(二)测量精度高,检测传感器不直接接触被测介质,性能稳定,使用寿命长。
(三)输出是与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移,精度高。
(四)测量范围宽,量程比可达1:10。
(五)压力损失小,运行费用低,具有节能意义。
(六)可同时测量气体、液体、饱和蒸汽、过热蒸汽流量。
(七)安装简单,操作维护方便。
二、然而,管道式涡街流量计也存在一些局限性:
(一)管道流速不均、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等都会造成误差,且总测量误差可能会很大。
(二)抗震性能差。外来震动会使其产生测量误差,甚至无法正常工作,大管径影响更为明显。
(三)对测量脏污介质适应性差。
(四)对直管道要求高。
总的来说,管道式涡街流量计是一种广泛应用于石油化工、冶金、纺织、城市建设、能源等行业的流量测量仪表。在选型和安装时,需要充分考虑其测量范围、精度、安装条件等因素,以确保其能够准确地测量流体的流量。
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