涡街流量计的测量原理
涡街流量计作为一种新型流量计,20世纪80年代中期以来发展较快,它在流量测量方面有着诸多的优点和长处,在现代流量测量中应用越来越广泛。在国内使用涡街流量计进行流量测量也愈来愈得到重视,目前我国已有性能优良并有自主知识产权的产品系列。
涡街流量计的原理是在流量计管道中,设置一滞流件,当流体流经滞流件时,由于滞流件表面的滞流作用等原因,
涡街流量计现货
涡街流量计的测量原理
涡街流量计作为一种新型流量计,20世纪80年代中期以来发展较快,它在流量测量方面有着诸多的优点和长处,在现代流量测量中应用越来越广泛。在国内使用涡街流量计进行流量测量也愈来愈得到重视,目前我国已有性能优良并有自主知识产权的产品系列。
涡街流量计的原理是在流量计管道中,设置一滞流件,当流体流经滞流件时,由于滞流件表面的滞流作用等原因,在其下游会产生两列不对称的旋涡,这些旋涡在滞流件的侧后方分开,形成所谓的卡门(Karman)旋涡列,两列旋涡的旋转方向是相反的, 卡门从理论上证明了当h/L=0.281(h为两旋涡列之间的宽度,L为两个相临旋涡间的距离)时,旋涡列是稳定的,在此情况下,产生旋涡的频率f与流量计管道中流体流速υ的关系为:
式中 d———圆柱形滞流件的直径;
υ———流体的流速,m/s;
s———无量纲常数,称为Stroual数,与流体流动状态的雷诺数Re有关。
流量计圆截面管道的雷诺数Re为:
式中 ρ———流体的密度,kg/m3;
μ———流体的动力粘度,(kg/m)/s;
其他符号意义同上。而流体的流量为:
式中 Q———管道流体的流量,m3/s;
A———管道断面积,m2。
从上式可见,涡街流量计选型设计完毕,流量Q不仅与f有关,而且与雷诺数Re也有关。雷诺数Re是表征粘性流体流动特性的一个无量纲数,其物理意义是流体流动的惯性力与粘滞力的比值。旋涡发生所产生的旋涡频率需由感测器来测定,感测器获得的信号经放大、滤波zheng形等处理后得到代表涡街频率的脉冲信号,供单片机进行处理和显示。感测器分流体振荡感测和压力变化感测两大类。3、完成以上步骤之后在圆孔处放上垫片,然后把流量计插入,法兰连接着,如果有球阀的话,要先把球阀放在短管上连接好再打开球阀,然后再运行流量计。流体振荡感测属于接触式,控测元件易受流体污染,但抗干扰能力强;压力变化感测属于非接触式,探测元件不易受流体污染,但易受振动等因素的干扰。流体的流动状态对涡街流量计的使用也有一定的影响。如果环境参数对流体流动状态有影响也会影响到涡街流量计的使用性能。
涡街流量计的特点:
1)涡街流量计的传感器结构简单,测量管内没有可动部件,也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失,是流量计中运行能耗低的流量仪表之一。
2)可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件,与被测流体接触的只是测量管内衬和电极,其材料可根据被测流体的性质来选择。采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。例如,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬,可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;采用橡胶做内衬,就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。
3)涡街流量计是一种体积流量测量仪表,在测量过程中,它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率(在一定范围)的影响。因此,涡街流量计只需经水标定后,就可心用来测量其它导电性液体的流量。
4)涡街流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比,而与对称分布下的流动状态(层流或湍流)无关。所以涡街流量计的量程范围极宽,其测量范围度可达100:1,有的甚至达1000:1的可运行流量范围。
5)涡街流量计无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,也可测量正反两个方向的流量。
6)工业用涡街流量计的口径范围极宽,从几个毫米一直到几米,而且国内已有口径达3m的实流校验设备,为涡街流量计的应用和发展奠定了基础。
国内涡街流量计发展现状经过半个世纪的发展,可靠性研究与应用已成为一门遍及各学科各行业的工程技术学科,已经从电子产品的可靠性发展到机械和非电子产品的可靠性,从硬件的可靠性发展到软件的可靠性,从重视可靠性统计试验发展到强调可靠性工程试验,通过环境应力筛选和可靠性强化的试验来暴露产品故障,提高产品的可靠性。据机械工业仪器仪表综合技术经济研究所石镇山介绍,在实际使用中,用户的反应也主要是产品的稳定可靠问题。可靠性研究和应用在仪器仪表行业有着悠久的历史和光荣传统。1981年,原仪器仪表工业总局提出以ddz-2型温度变送器、涡街流量计为典型进行探索性的试验研究,开展可靠性考工作,摸索可靠性应用的方法、途径、效果。通过改进,温度变送器可靠性指标提高了1.6倍,调节器提高2.9倍。对于能正反向测量的,若方向不一致虽可测量,但设定的显示流量正反方向不符,必须改正。1986~1991年,原机械工业部先后发布“仪器仪表限期考核可靠性指标”的通告,对仪器仪表的11个中的200多种产品纳入部级考核范畴。通过这阶段的实践,形成仪器仪表可靠性方法、工作程序、技术规范等等一系列技术文件,为开展可靠性研究、试验与考核评定创造了条件。20世纪90年代,仪器仪表主要走引进消化吸引再的途径,重在引进制造技术而没有产品的设计技术,导致对可靠性的意识淡薄了。加之计划经济时代推行的可靠性做法已经过时,国内外新的可靠性理念、方法和工具发展很快,导致与国外正在缩小的差距又很快地被拉大了。必须尽快改变这种局面,提高重大装备研发设计能力、制造能力和集成能力,发展重大成套装备、高技术装备和高技术产业所需装备,推进装备制造业绿色化、信息化和国产化。2008年9月,国内涡街流量计发展现状仪器仪表管理学会一致通过了“关于成立仪器仪表可靠性实验室的建议”,认为仪器仪表可靠性工作极需的政策导向和有力的扶持。

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